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CN108303376B - 内置反射镜的多腔室串联气体样品池 - Google Patents

内置反射镜的多腔室串联气体样品池 Download PDF

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CN108303376B CN201711345421.8A CN201711345421A CN108303376B CN 108303376 B CN108303376 B CN 108303376B CN 201711345421 A CN201711345421 A CN 201711345421A CN 108303376 B CN108303376 B CN 108303376B
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张瑞峰
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Abstract

本发明属大气环境测量技术领域，具体为一种内置反射镜的多腔室串联气体样品池。本发明的样品池包括样品池主体、石英反射镜；样品池主体包括串联的第一样品池和至少一个第二样品池，两种样品池中间由石英窗分隔；石英反射镜置于第一样品池内，反射镜朝向中间石英窗，第二样品池前端具有石英窗。把第一样品池和第二样品池串联使用通入样品气体，以达到利用单一浓度气体实现多个等效浓度的目标；将石英反射镜内置在样品池后光线在样品池中反射，简化了光路调节。本气体样品池克服了现有样品池一种浓度样品气体只能标定一个等效浓度的缺点，提高了样品气的使用效率和工作效率，减少了气体标定过程中的误差，操作方便、制作容易。

Description

内置反射镜的多腔室串联气体样品池
技术领域
本发明属大气环境测量技术领域，具体涉及用于对大气环境监测仪器标进行标定的内置反射镜的多腔室串联气体样品池。
背景技术
对利用光谱分析技术测污染物的大气环境监测仪器，工作时需要将测量光束发射出去，经过一定距离的传输后，被远处的反射镜（该反射镜是仪器的一部分，一般距离仪器几十到几百米）反射回仪器，通过分析反射回来的光谱，可以计算光束所经过区域的大气污染物浓度。这类仪器工作一段时间后，需要使用已知浓度的标准样品气体对仪器进行标定。在对仪器进行标定时，在测量光路上插入一个一定长度的样品池，测量光束从样品池一端射入样品池内，通过样品池的标准样品气体后从另一端射出后，由反射镜反射再次穿过样品池和标准样品气体后进入仪器测测量系统进行浓度计算和标定。
利用单一已知浓度的标准样品气体对仪器进行标定时，一定长度的样品池只能对应一个等效浓度，为了提高仪器测量准确度，需要使用多个等效浓度对仪器进行标定，为了实现多个等效浓度，需在光路里更换不同长度的样品池，或者使用同一个样品池，更换不同浓度的标准样品气体，无论是采用气体浓度不变更换样品池长度，或者样品池不变更换气体浓度，都会增加标定仪器时的工作量和和运维成本。
为了提高标定精确度，对仪器标定时，需要将反射镜尽量靠近仪器前面，样品池放在仪器和反射镜之间，实现所谓的“零光路”，这就需要将远处的反射镜卸下来放到仪器前面，或者使用另外一个反射镜放在仪器前面，这样方式增加了仪器的运维工作量，同时给仪器的光路调节带来了困难。
发明内容
针对上述现有气体样品池在使用过程中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种使用方便，无需重新进行光路调节，利用单一标准浓度样品气体实现对测量仪器进行多点等效浓度标定的气体样品池。
本发明提供的内置反射镜、集样品池和反射镜一体的多腔室串联气体样品池，包括：样品池主体，石英反射镜；所述样品池主体包括串联的第一样品池和至少一个第二样品池，两种样品池中间由石英窗分隔；下面以两个腔室串联的样品池为例进行说明。
所述的第一样品池内有内置的石英反射镜，反射镜朝向石英窗，反射镜直径与样品池内直径相等。在第一样品池的一侧有一个入气孔，在对应的另一侧有一个出气孔。
所述的第二样品池前端具有石英窗。在第二样品池的一侧有一个出气孔，在对应的另一侧有一个入气孔。
所述的样品池主体（即第一样品池和第二样品池）由前窗法兰、中间连接法兰和后法兰固定。
本发明中，所述第一样品池的出气孔和第二样品池的第二入气孔通过软管连接，实现第一样品池和第二样品池的串联使用。
本发明中，所述第一样品池与第二样品池的内外径相同。第一样品池中的石英反射镜与中间石英窗的距离为2-5cm。
本发明中，所述第一样品池与第二样品池之间的中间石英窗的外径与第一样品池的外径相同。
本发明中，所述第二样品池前端的石英窗的外径与第二样品池的外径相同。
本发明中，所述样品池主体中的第二样品池为多个时，为相互串联，且其结构组成相同（如内外径相同），长度可以不等。
与现有气体样品池相比，本发明可通过对串联样品池中各样品池的不同组合使用，只需通入单一浓度气体，即实现多个等效浓度，由于内置石英反射镜，在多个等效气体浓度标定期间无需移动光源或样品池，因此无需再次进行光路调节，具有简化操作、降低分析误差的特点。
附图说明
图1为本发明装置的系统结构示意图。
图中标号：01为第一样品池，02为第二样品池，03为石英反射镜，04为第一入气孔，05为第一出气孔，06为第二入气孔，07为第二出气孔，08为中间石英窗，09为前石英窗，10为后法兰，11为中间连接法兰，12为前窗法兰，13为底板。
具体实施方式
参阅图1位本使用新型反射镜内置的多腔室串联气体样品池装置，包括：第一样品池01、第二样品池02、石英反射镜03、第一入气孔04、第一出气孔05、第二入气孔06、第二出气孔07、中间石英窗08、前石英窗09、后法兰10、中间连接法兰11、前窗法兰12。
所述第二样品池02的长度为9 cm。
所述第一样品池01的的出气孔05和第二样品池02的入气孔06通过软管连接，实现第一样品池和第二样品池的串联使用。
所述第一样品池01与第二样品池02的内外径相同。第一样品池中的石英反射镜03与中间石英窗08的距离为3cm。
所述第一样品池01与第二样品池02之间的中间石英窗08的外径与第一样品池的外径相同。
所述第二样品池前端的石英窗09的外径与第二样品池02的外径相同。
该气体样品池使用时，测量光束可通过前窗法兰射入样品池内，穿过第二样品池、中间石英窗和第一样品池后由石英反射镜反射，沿射入路径反向射回后进入仪器测量系统。
在光路调节完毕，并稳定样品池后，将标准浓度的样品气体由第一入气孔通入第一样品池内，用高纯空气、氮气或其他不影响待测气体标定的气体由第二入气孔通入第二样品池，可实现第一个等效浓度对仪器进行标定；当将标准浓度的样品气体由第二入气孔通入第二样品池内，用高纯空气、氮气或其他不影响待测气体标定的气体由第一入气孔通入第一样品池，可实现第二个等效浓度对仪器进行标定；用软管将第一出气孔和第二入气孔连接，将标准浓度的样品气体通入第一样品池，进入第一样品池的标准浓度样品气体，经过第一出气孔和第二入气孔后，再次进入第二样品池，由第二出气孔排出样品池，实现第一样品池和第二样品池的串联工作，可实现第三个等效浓度对仪器进行标定。每次标定后应当对通入了样品气体的样品池内持续通入数分钟的高纯空气以进行清洗。
以上所述仅为本发明的具体实施案例，本案例以两节腔室串联进行说明。但本发明的技术特征可在前石英窗前端串联多个与第二样品池具有相同结构的长度不等的样品池腔室，以达到增加等效浓度数量的目的。因此任何本领域的技术人员在使用本发明时，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (6)

1.一种内置反射镜的多腔室串联气体样品池，其特征在于，包括：样品池主体，石英反射镜；所述样品池主体包括串联的第一样品池和至少一个第二样品池，两种样品池由中间石英窗分隔；
所述的石英反射镜置于第一样品池内，反射镜朝向石英窗，反射镜直径与样品池内直径相等；在第一样品池的一侧有一个入气孔，在对应的另一侧有一个出气孔；
所述的第二样品池前端具有石英窗；在第二样品池的一侧有一个出气孔，在对应的另一侧有一个入气孔；
所述的样品池主体由前窗法兰、中间连接法兰和后法兰固定；
测量光束能通过前窗法兰射入样品池内，穿过第二样品池、中间石英窗和第一样品池后由石英反射镜反射，沿射入路径反向射回后进入仪器测量系统。
2.根据权利要求1所述的内置反射镜的多腔室串联气体样品池，其特征在于，第一样品池的出气孔和第二样品池的第二入气孔通过软管连接，实现第一样品池和第二样品池的串联使用。
3.根据权利要求1所述的内置反射镜的多腔室串联气体样品池，其特征在于，所述的第一样品池与第二样品池的内外径相同，第一样品池中的石英反射镜与中间石英窗的距离为2-4cm。
4.根据权利要求1所述的内置反射镜的多腔室串联气体样品池，其特征在于，第一样品池与第二样品池之间的中间石英窗的外径与第一样品池的外径相同。
5.根据权利要求1所述的内置反射镜的多腔室串联气体样品池，其特征在于，第二样品池前端的石英窗的外径与第二样品池的外径相同。
6.根据权利要求1-5之一所述的内置反射镜的多腔室串联气体样品池，其特征在于，所述的样品池主体中的第二样品池为多个时，为相互串联，其结构组成相同。
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