一種基于拉曼光譜的氯氣含量檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及光譜分析儀器技術領域，尤其涉及一種基于拉曼光譜的氯氣含量檢測 裝置。
【背景技術】
[0002] 氯氣（Cl2)是一種黃綠色、刺激性氣味、有毒的氣體，在化學工業(yè)生產中被廣泛使 用，據(jù)統(tǒng)計，超過60%的化學品在其生產制造過程中使用氯氣，如含氯有機溶劑、農藥、消毒 劑、制冷劑、染料、塑料等。然而，隨著化工生產規(guī)模持續(xù)擴大，氯氣泄漏事故在其生產、儲 存、運輸以及使用過程中經常發(fā)生，已經成為嚴重威脅國家和人民生命財產安全的主要危 險化學品之一，因此，能夠安全、簡便、快速地檢測氯氣含量具有重要的意義。目前，主要通 過化學檢測手段實現(xiàn)氯氣含量的檢測，其中，碘量法是常用的檢測方法，主要通過氯氣對碘 元素的氧化作用進行檢測。
[0003] 二氧化氯（C102)是一種高效、安全的消毒劑，常用于飲用水消毒，然而，在二氧化 氯的生產過程中，氯氣是主要的反應物，導致生成物二氧化氯中混雜有氯氣，所以，需要檢 測氯氣的含量去判斷二氧化氯的轉化效率以及混合氣體的安全性。
[0004] 發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在以下缺點和不足：
[0005] 由于二氧化氯和氯氣均有較強的氧化性，碘量法無法實現(xiàn)氯氣含量的檢測，所以， 需要在化學檢測手段以外尋找有效的氯氣含量檢測裝置?，F(xiàn)有的氯氣含量檢測裝置均需與 樣品進行接觸，存在一定的安全隱患。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種基于拉曼光譜的氯氣含量檢測裝置，本發(fā)明實現(xiàn)了更安全、更 簡便、更快速的氯氣含量檢測，詳見下文描述：
[0007] 一種基于拉曼光譜的氯氣含量檢測裝置，所述檢測裝置包括：連續(xù)激光器、第一濾 光片、平面反射鏡、氣體池、會聚透鏡、第二濾光片和單點式檢測器，
[0008] 所述氣體池的頂部和底部設置有窗口，側壁上設置有至少一個窗口；所述會聚透 鏡、所述第二濾光片和所述單點式檢測器構成了至少一組檢測通道；
[0009] 所述連續(xù)激光器產生激發(fā)光束，所述第一濾光片為帶通濾光片，用于濾除所述連 續(xù)激光器本身的雜散光；
[0010] 所述平面反射鏡用于轉折激發(fā)光束，激發(fā)光束從所述氣體池的上方垂直向下入射 到氣體樣品中，在所述氣體池處激發(fā)出拉曼散射光束；
[0011] 所述會聚透鏡、所述第二濾光片和所述單點式檢測器構成的檢測通道用于收集側 向拉曼散射光束，形成激發(fā)光束與側向拉曼散射光束的非共軸設計；所述第二濾光片用于 濾除夾雜在側向拉曼散射光束中的激發(fā)光束和瑞利散射光束，并且限制允許通過的光束的 波長范圍；
[0012] 所述單點式檢測器將檢測通道中的側向拉曼散射光束轉換成電信號，獲得拉曼散 射光強度信息，通過拉曼散射光強度信息以及氣體的拉曼活性獲取氯氣的含量。
[0013] 其中，所述單點式檢測器具體為：光電倍增管或雪崩式光電二極管。
[0014] 其中，所述氣體池和所述單點式檢測器呈物像共軛關系。
[0015] 其中，所述激發(fā)光束從所述氣體池的正上方垂直向下入射到氣體樣品中。
[0016] 本發(fā)明提供的技術方案的有益效果是：本發(fā)明根據(jù)待測純氯氣的拉曼譜線強度或 混合氣體中氯氣和其他氣體的拉曼譜線強度，及其比值實現(xiàn)氯氣含量的檢測，相對于傳統(tǒng) 的化學檢測手段，具有更安全、更簡便、更快速的優(yōu)勢；同時，由于檢測裝置結構的優(yōu)化，包 括激發(fā)光光路與拉曼散射光收集光路的非共軸設計，以及檢測通道的非固定化，該檢測裝 置提高了檢測精度，增強了靈活性和通用性。
【附圖說明】
[0017] 圖1為一種基于拉曼光譜的氯氣含量檢測裝置的結構示意圖；
[0018] 圖2為氣體池的結構示意圖。
[0019] 附圖中，各標號所代表的部件列表如下：
[0020] 1 :連續(xù)激光器； 2 :第一濾光片；
[0021] 3:平面反射鏡； 4:氣體池；
[0022] 5 :會聚透鏡； 6 :第二濾光片；
[0023] 7 :單點式檢測器； P:平面；
[0024] A :激發(fā)光束入射窗口； B:激發(fā)光束出射窗口；
[0025] Cpb為側向拉曼散射光束檢測窗口；L、LJPL2:光軸。
【具體實施方式】
[0026] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面對本發(fā)明實施方式作進一步 地詳細描述。
[0027] 拉曼光譜基于拉曼散射效應，根據(jù)激發(fā)光照射到物質上發(fā)生光子與分子間能量交 換而產生的非彈性散射，用于分辨不同的物質分子基團振動形式，識別不同的物質分子結 構，區(qū)分不同的物質分子。同時，結合化學計量學方法，實現(xiàn)物質成分含量信息的準確測定， 達到定性分析和定量檢測的目標。拉曼光譜具有顯著的優(yōu)勢，包括：不接觸樣品、無損檢測， 適合黑色樣品和含水樣品的檢測，適應高溫、低溫和高壓等惡劣的檢測環(huán)境，光譜成像快 速、簡便、實時等，被廣泛地應用于醫(yī)學和藥學、化學和材料科學、食品科學、環(huán)境保護、地質 考古、刑偵鑒定等領域。
[0028] 拉曼光譜根據(jù)二氧化氯的拉曼譜線強度和氯氣的拉曼譜線強度及其比值可以實 現(xiàn)二氧化氯含量與氯氣含量及其比值的檢測，從而，有效地判斷二氧化氯的轉化效率。并 且，在采集拉曼散射信號過程中，無需與樣品接觸，具有更高的安全性，同時，具有更簡便的 操作和更快速的結果輸出。
[0029] 實施例1
[0030] 本發(fā)明實施例提供了一種基于拉曼光譜的氯氣含量檢測裝置，參見圖1，該檢測裝 置包括：連續(xù)激光器1、第一濾光片2、平面反射鏡3、氣體池4、會聚透鏡5、第二濾光片6和 單點式檢測器7。
[0031] 參見圖2,氣體池4的頂部和底部設置有窗口，側壁上設置有至少一個窗口。會聚 透鏡5、第二濾光片6和單點式檢測器7構成了至少一組檢測通道。
[0032] 實際應用時，可以根據(jù)待測混合氣體的拉曼譜線分布特點，增加或者減少檢測通 道的數(shù)量；也可以對氣體池側壁上的窗口數(shù)量進行設定，本發(fā)明實施例對檢測通道和窗口 的數(shù)量不做限制。
[0033] 連續(xù)激光器1產生高功率、窄線寬的激發(fā)光束，第一濾光片2為帶通濾光片，用于 濾除連續(xù)激光器1本身的雜散光。平面反射鏡3用于轉折激發(fā)光束，激發(fā)光束從氣體池4的 上方（優(yōu)選正上方）垂直向下入射到氣體樣品中，在氣體池4處激發(fā)出拉曼散射光束。會聚 透鏡5、第二濾光片6和單點式檢測器7構成的檢測通道用于收集側向拉曼散射光束，形成 激發(fā)光束與側向拉曼散射光束的非共軸設計，抑制以激發(fā)光束為主的強背景噪聲干擾。第 二濾光片6用于濾除夾雜在側向拉曼散射光束中的激發(fā)光束和瑞利散射光束，并且限制允 許通過的光束的波長范圍。
[0034] 單點式檢測器7可以使用光電倍增管（PMT)、雪崩式光電二極管等，分別將檢測通 道中的拉曼散射光束轉換成電信號，獲得拉曼散射光強度信息，通過拉曼散射光強度信息 以及氣體的拉曼活性獲取氯氣的含量。
[0035] 實施例2
[0036] 本發(fā)