本實(shí)用新型涉及氣體測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種氣體測量裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的氣體分析系統(tǒng)中，測量氣體成分時，讓光線照射氣體，測量通過氣體的光的強(qiáng)度，由于不同的氣體對光的吸收不同，測量不同的光強(qiáng)度，進(jìn)而分析氣體的組分。但現(xiàn)有的氣體測量分析系統(tǒng)只適用于普通氣候中的氣體測量與分析，并沒有適用于青藏高原這一類的高海拔，氣流穩(wěn)定性極低的環(huán)境中的氣體測量裝置，且不能控制所測量氣體的流量，容易導(dǎo)致測量結(jié)果的不準(zhǔn)確。
針對上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型特此提供一種適用于青藏高原等高海拔及氣流穩(wěn)定性較差的環(huán)境中進(jìn)行氣體測量分析的裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提供一種氣體測量裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，使得該氣體測量裝置能夠適用于青藏高原等高海拔及氣流穩(wěn)定性較差的環(huán)境中，能夠控制所測量氣體的流量，且能夠降低測量過程中氣體的溫差對測量結(jié)果的影響，使得測量結(jié)果更準(zhǔn)確。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下方案：提供一種氣體測量裝置，包括光源、光檢測器、第一氣體測量室、第二氣體測量室、第一反射鏡及第二反射鏡，所述第一氣體測量室與所述第二氣體測量室相通，所述第一氣體測量室的入光側(cè)及出光側(cè)分別設(shè)置有所述光源與所述第一反射鏡，所述第二氣體測量室的入光側(cè)及出光側(cè)分別設(shè)置有所述第二反射鏡與所述光檢測器，所述第一反射鏡與所述第二反射鏡成角度連接設(shè)置；所述第一氣體測量室的進(jìn)氣口處連接設(shè)置有一文丘里管。
可選的，氣體測量裝置還包括有檢測箱，所述光源與所述光檢測器設(shè)置于所述檢測箱內(nèi)，所述第一氣體測量室的入光側(cè)及所述第二氣體測量室的出光側(cè)均與所述檢測箱相連通，且所述第一氣體測量室的入光側(cè)與所述第二氣體測量室的出光側(cè)平行設(shè)置于所述檢測箱的同側(cè)。
可選的，所述檢測箱上靠近所述第二氣體測量室出光側(cè)的位置設(shè)置有出氣口。
可選的，所述第一反射鏡與所述第二反射鏡之間所形成的夾角的角度為90°。
可選的，所述光源發(fā)出的光線與所述第一反射鏡形成的夾角為銳角。
可選的，所述光源發(fā)出的光線與所述第一反射鏡形成的夾角為45°。
可選的，所述氣體測量裝置還包括有恒溫保護(hù)套和溫控器，所述恒溫保護(hù)套內(nèi)設(shè)置有多個帕爾貼，所述帕爾貼與所述溫控器相連接，所述溫控器為所述帕爾貼提供電源并控制其工作與斷開。
可選的，所述第一氣體測量室的進(jìn)氣口處設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述溫控器相連接。
本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：
本實(shí)用新型氣體測量裝置中文丘里管的設(shè)置，由于在青藏高原等高海拔地區(qū)，氣流的穩(wěn)定性極差，文丘里管能夠有效控制氣體的流量，并穩(wěn)定氣流，使進(jìn)入測量室的氣流處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而降低對測量結(jié)果造成的誤差，本實(shí)用新型中還設(shè)置了恒溫保護(hù)套和溫控器，能夠降低測量過程中待測氣體的溫差對測量結(jié)果的影響，使得測量結(jié)果更準(zhǔn)確。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中的氣體測量裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1光源；2溫度傳感器；3進(jìn)氣口；4文丘里管；5第一氣體測量室；6恒溫保護(hù)套；7第一反射鏡；8第二反射鏡；9第二氣體測量室；10出氣口；11接收端；12光檢測器。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
本實(shí)用新型的目的是提供一種氣體測量裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，使得該氣體測量裝置能夠適用于青藏高原等高海拔及氣流穩(wěn)定性較差的環(huán)境中，能夠控制所測量氣體的流量，且能夠降低測量過程中氣體的溫差對測量結(jié)果的影響，使得測量結(jié)果更準(zhǔn)確。
該氣體測量裝置具體為，包括光源、光檢測器、第一氣體測量室、第二氣體測量室、第一反射鏡及第二反射鏡，第一氣體測量室與第二氣體測量室相通，第一氣體測量室的入光側(cè)及出光側(cè)分別設(shè)置有光源與第一反射鏡，第二氣體測量室的入光側(cè)及出光側(cè)分別設(shè)置有第二反射鏡與光檢測器，第一反射鏡與第二反射鏡成角度連接設(shè)置；第一氣體測量室的進(jìn)氣口處連接設(shè)置有一文丘里管。
氣體通過安裝在進(jìn)氣口處的文丘里管，進(jìn)行控流與穩(wěn)流后進(jìn)入第一氣體測量室，光源為測量室內(nèi)提供光照，氣體經(jīng)第一反射鏡與第二反射鏡再進(jìn)入到第二氣體測量室內(nèi)，在兩個氣體測量室中光的行程以及經(jīng)反射增加的氣體厚度等信息，在第二氣體測量室的出氣側(cè)光檢測器的接收端進(jìn)行上述信息的檢測與接受，最后再經(jīng)過光檢測器進(jìn)行運(yùn)算，得到測量結(jié)果。
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
請參考圖1，其中，圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中的氣體測量裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1所示，本實(shí)施例提供一種氣體測量裝置，包括光源1、光檢測器12、第一氣體測量室5、第二氣體測量室9、第一反射鏡7及第二反射鏡8，第一氣體測量室5與第二氣體測量室9相通，第一氣體測量室5的入光側(cè)及出光側(cè)分別設(shè)置有光源1與第一反射鏡7，第二氣體測量室9的入光側(cè)及出光側(cè)分別設(shè)置有第二反射鏡8與光檢測器12，第一反射鏡7與第二反射鏡8成角度連接設(shè)置；第一氣體測量室5的進(jìn)氣口3處連接設(shè)置有一文丘里管4；其中第一氣體測量室5與第二氣體測量室9均為長方體狀，相通且平行設(shè)置，光源1為普通光源1即可。
氣體通過安裝在進(jìn)氣口3處的文丘里管4，進(jìn)行控流與穩(wěn)流后進(jìn)入第一氣體測量室5，光源1為測量室內(nèi)提供光照，氣體經(jīng)第一反射鏡7與第二反射鏡8再進(jìn)入到第二氣體測量室9內(nèi)，在兩個氣體測量室中光的行程以及經(jīng)反射增加的氣體厚度等信息，在第二氣體測量室9的出氣側(cè)光檢測器12的接收端11進(jìn)行上述信息的檢測與接收，最后再經(jīng)過光檢測器12進(jìn)行運(yùn)算，得到測量結(jié)果。
氣體測量裝置還包括有檢測箱，光源1與光檢測器12設(shè)置于檢測箱內(nèi)，第一氣體測量室5的入光側(cè)及第二氣體測量室9的出光側(cè)均與檢測箱相連通，且第一氣體測量室5的入光側(cè)與第二氣體測量室9的出光側(cè)平行設(shè)置于檢測箱的同側(cè)。
檢測箱上靠近第二氣體測量室9出光側(cè)的位置設(shè)置有出氣口10，測量完成后，氣體即可從出氣口10排出裝置。
第一反射鏡7與第二反射鏡8之間所形成的夾角的角度為90°，入射光線經(jīng)過第一反射鏡7和第二反射鏡8反射后形成反射光線，該反射光線與入射光線平行，這樣第一氣體測量室5和第二氣體測量室9可相通且平行設(shè)置，節(jié)省了裝置的空間。
光源1發(fā)出的光線與第一反射鏡7形成的夾角為銳角，例如30°、45°、60°等均可。優(yōu)選的，光源1發(fā)出的光線與第一反射鏡7形成的夾角為45°，根據(jù)反射原理及第一反射鏡7與第二反射鏡8夾角90°可知，經(jīng)過第一反射鏡7和第二反射鏡8反射后的光線與入射光線平行，且入射光線在第一氣體測量室5和第二氣體測量室9中穿過，相比于單程氣體檢測，增加了光程。當(dāng)入射光線與第一反射鏡7的夾角為45°時，剛好為雙光程，相當(dāng)于被測氣體的厚度增加一倍，便于計算光程。
氣體測量裝置還包括有恒溫保護(hù)套6和溫控器，恒溫保護(hù)套6內(nèi)設(shè)置有多個帕爾貼，帕爾貼與溫控器相連接，溫控器為帕爾貼提供電源并控制其工作與斷開。
第一氣體測量室5的進(jìn)氣口3處設(shè)置有溫度傳感器2，溫度傳感器2與溫控器相連接。溫度傳感器2對進(jìn)氣口3處的氣體溫度進(jìn)行檢測，并將檢測的信息傳遞給溫控器，從而使溫控器控制帕爾貼工作，保證第一氣體測量室5與第二氣體測量室9內(nèi)的氣體溫度與進(jìn)氣口3進(jìn)氣時的溫度相同，從而能夠有效降低溫度對檢測結(jié)果的影響，這一點(diǎn)對于青藏高原等高海拔地區(qū)而言是非常重要的。
上述氣體測量裝置測量的原理是利用氣體分子對特定波長的紅外光有吸收作用，通過測量被氣體分子吸收后的光強(qiáng)，進(jìn)行分析。氣體分子對光的吸收作用服從朗伯-比爾(Lambert-Beer)吸收定律。假設(shè)入射光為平行光，其強(qiáng)度為I0，出射光的強(qiáng)度為I，氣體介質(zhì)的厚度為L。當(dāng)由氣體介質(zhì)中的分子數(shù)dN的吸收造成的光強(qiáng)減弱為dI時，根據(jù)朗伯-比爾吸收定律可得：
(1)式中，K為比例常數(shù)。經(jīng)過積分得：
lnI＝-KN+α (2)
(2)式中，N為吸收氣體介質(zhì)的分子總數(shù)；α為積分常數(shù)。其中，N∝cL，c為氣體濃度。則式(2)可寫為：
式(3)中，μ為氣體的吸收系數(shù)。式(3)表明，光強(qiáng)在氣體介質(zhì)中隨氣體濃度c及厚度L按指數(shù)規(guī)律衰減。吸收系數(shù)取決于氣體特性，各種氣體的吸收系數(shù)μ互不相同。對同一氣體，μ則隨入射波長而變。若吸收介質(zhì)中含有i種吸收氣體，則式(3)應(yīng)改為：
I＝I0exp(-L∑μici) (4)
對于多種混合氣體，為了分析特定組分，需在光檢測器12或光源1前安裝一個適合分析氣體吸收波長的窄帶濾波片。
綜合上述氣體測量原理可知，當(dāng)氣體濃度c及吸收系數(shù)μ一定的情況下，氣體介質(zhì)的厚度L越大，光強(qiáng)在氣體中衰減越小，光檢測器12越容易檢測到。上述氣體測量裝置，采用檢測通過了第一氣體測量室5的氣體介質(zhì)和第二氣體測量室9的氣體介質(zhì)的光線的強(qiáng)度，相當(dāng)于增加了氣體介質(zhì)的厚度，提高了氣體測量的可靠性和靈敏度。另外，采用兩個反射鏡實(shí)現(xiàn)光線的反射，從而增加了光線在氣體介質(zhì)中光程，結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，并可采用普通光源1，成本更低；采用第一反射鏡7與第二反射鏡8形成90度角及第一氣體測量室5和第二氣體測量室9相通平行設(shè)置，未增加測量裝置的體積。
本實(shí)用新型中應(yīng)用了具體個例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。