多成分浓度分析装置及其测量室的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多成分浓度分析装置，更确切的说，涉及一种利用吸收光谱技术对被测成分浓度进行分析的装置及其测量室。
背景技术：
目前，利用吸收光谱技术进行被测成分浓度分析的装置在工业过程分析(比如对被测气体管道内的烟气监测、大气污染物成分分析、水质在线分析等)中已经得到广泛的应用。在该种技术中，使用选定频率的光束穿过被测成分样本，其中该选定频率的光束可以被该种装置所能分析的特定成分吸收，根据该光束的吸收情况并结合特定算法计算出被测成分的浓度。为了提高通过光谱吸收技术分析被测成分浓度的精度，就需要使被测成分对光束有适当的吸收；对于吸收较小的被测成分，通常要使测量光束在被测成分中有较长的光程。显然，如果要使光束穿过一个长的含有被测成分样本的管道或者测量室，那么这种具有长管道或测量室的装置就会比较笨重。为了解决上述问题，市场上出现了这样的系统，其中光束在相对的平面反射镜之间反复的反射，从而延长了光束在被测成分样本中的光程，通过该种方法，可以大大减少该种装置的尺寸。然而，该种装置仍然存在如下缺陷:(I)光能量损失较多。由于入射光不是绝对的平行光而且不是单色光，所以入射光以及相应的反射光在被测成分中的发散会越来越严重，对于紫外光这种发散会更严重，最后被接收的光能量就非常有限。(2)成本较高，为了提高接收光的能量，就需要使用大功率光源或使用大的透镜去会聚发散已很严重的测量光束，而大功率光源和大的会聚透镜的价格高。(3)测量延迟时间较大，加装了大会聚透镜的测量室体积变大，使测量室内部的被测成分置换速度变慢，提高了测量的时间延迟。
发明内容
本发明解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种光能量损失较小、成本较低、测量延迟时间较小的多成分浓度分析装置及其测量室。本发明的目的是通过下述技术方案得以实现的:一种多成分浓度分析装置，具有一测量光束至少部分穿过的测量室，该测量室包括测量腔、反射镜、光入射端和光出射端，被测成分从所述测量腔内流过，所述反射镜安装在测量腔内或外的一侧或相对的两侧，其特征在于:所述反射镜中至少一面为平-凸反射镜，测量光束经所述光入射端进入所述测量室，并经至少一次所述平-凸反射镜反射后，经所述光出射端被接收。所述平-凸反射镜的平面上镀有反射膜。所述反射膜与被测成分隔离。所述光入射端包括会聚透镜，测量光束经过所述会聚透镜射入所述测量腔。所述光出射端包括会聚透镜，测量光束经过所述会聚透镜被接收。一种测量室，包括测量腔、反射镜、光入射端和光出射端，被测成分从所述测量腔内流过，所述反射镜安装在测量腔内或外的一侧或相对的两侧，其特征在于:所述反射镜中至少一面为平-凸反射镜，测量光束经所述光入射端进入所述测量室，并经至少一次所述平-凸反射镜反射后，经所述光出射端被接收。所述平-凸反射镜的平面上镀有反射膜。所述反射膜与被测成分隔离。所述光入射端包括会聚透镜，测量光束经过所述会聚透镜射入所述测量腔。所述光出射端包括会聚透镜，测量光束经过所述会聚透镜被接收。与现有技术相比，本发明具有如下优点:1)光能量损失较小，由于使用了具有会聚作用的平-凸反射镜，测量光束在被测成分中虽然有发散，但是被所述平-凸反射镜反射的同时又被会聚了，能量损失较小。2)成本较低，由于测量光束的发散很小，因此就不需要使用大的会聚透镜，从而降低了相应测量腔的成本。3)测量延迟时间较小，无需使用大的会聚透镜，减小了测量腔的体积，那么测量池内的被测成分的置换时间变短，相应地减小了测量延迟时间。
图1是本发明的一种流体测量室结构示意图。图2是本发明的另一种流体测量室结构示意图。图3是本发明的一种多成分浓度分析装置结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细描述。实施例1:如图1所示，本实施例所揭示的测量室应用于在位式烟气排放连续监测系统中，所述测量室包括测量腔8、光入射端3 (本实施例为会聚透镜)，光出射端4 (本实施例为会聚透镜)、平-凸反射镜I。其中，所述测量腔8安装在所述监测系统的测量探头2的一端；所述平-凸反射镜I通过其平面侧安装在测量腔8的一侧，所述平-凸反射镜I的平面上镀有反射膜，所述反射膜与被测烟气隔离；而光入射端3、光出射端4则安装在测量腔8的另一侧。上述测量室的工作方式为:管道内的烟气从测量腔8内流过，测量光束如紫外光通过光入射端3射入被测烟气中，之后被平-凸反射镜I反射；测量光束再次穿过被测烟气，测量光束通过光出射端4后被接收。实施例2:如图2所示，本实施例所揭示测量室应用在烟气排放连续监测系统中，所述测量室包括测量腔5、光入射端3 (本实施例为会聚透镜)、光出射端4 (本实施例为会聚透镜)和平-凸反射镜I。其中，所述平-凸反射镜I安装在测量腔5的相对两侧，其中有两面平-凸反射镜I安装在测量腔5外的一侧，另一面平-凸反射镜I安装在测量腔5内的一侧，平-凸反射镜I的平面上镀有反射膜，所述反射膜与被测烟气隔离；光入射端3、光出射端4安装在测量腔5的同一侧。所述测量腔5上设有进气口 7、出气口 6，被测气体从进气口 7通入测量腔5，从出气口 6排出。
上述测量室的工作方式为:入射光如紫外-可见光通过光纤引至光入射端3前，经会聚后射进测量腔5内；测量光束穿过被测气体后在所述平-凸反射镜I之间来回反射，从而提高测量光程；最后，测量光束通过光出射端4耦合进光纤。实施例3:如图3所示，一种多成分浓度分析装置，应用在烟气连续排放监测中，所述分析装置包括取样装置11、预处理装置12、测量室、抽气装置30、光源20、光接收装置21和信号分析装置22。所述取样装置11与预处理装置12连接并安装在被测管道10上；所述预处理装置12和测量室通过气管连接；所述光源20、光接收装置21和信号分析装置22安装在测量室的一侧。所述抽气装置30 (本实施例是泵)安装在所述测量室的下游气路上，用于抽出被测管道10内的烟气。当然，所述抽气装置30也可以是射流装置等。所述测量室包括平-凸反射镜1、测量腔5、光入射端3 (本实施例为凸透镜)、光出射端4 (本实施例为凸透镜)、进气口和出气口。所述平-凸反射镜I安装在测量腔5内的相对两侧；平-凸反射镜I的平面上镀有反射膜，所述反射膜与被测烟气隔离；所述光入射端3和光出射端4安装在测量腔5的一侧。上述分析装置的工作方式为:所述抽气装置30工作，并通过取样装置10抽出被测管道10内的烟气，烟气经过预处理装置21处理后通过进气口通入测量腔5内；光源20发出的紫外光通过光入射端3射入测量腔5内，入射光在平-凸反射镜I之间来回反射，进而使测量光束来回穿过被测烟气，最后测量光束通过光出射端4被光接收装置21接收并转换成电信号，所述电信号送信号分析装置22分析得到被测烟气中各成分的浓度。烟气从测量腔5排出后经过抽气装置30送回被测管道10内。虽然上述测量光束在会聚透镜和平-凸反射镜之间会发散，但是经平-凸反射镜反射的同时也被会聚，防止了因为光束发散而造成光能量损失；同时平-凸反射镜的镀膜面免受腔内气体的腐蚀和污染。需要指出的是，上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。比如，上述实施例中被测成分都是气体的，被测成分当然还可以是液体如水等。本发明的关键是，测量光束穿过被测成分后被平-凸反射镜反射，使测量光束被反射的同时也被会聚，减少了测量光束的发散；同时所述反射镜上的反射膜与被测成分隔离。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明作出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种多成分浓度分析装置，具有一测量光束至少部分穿过的测量室，该测量室包括测量腔、反射镜、光入射端和光出射端，被测成分从所述测量腔内流过，所述反射镜安装在测量腔内或外的一侧或相对的两侧，其特征在于:所述反射镜中至少一面为平-凸反射镜，测量光束经所述光入射端进入所述测量室，并经至少一次所述平-凸反射镜反射后，经所述光出射端被接收。
2.根据权利要求1所述的多成分浓度分析装置，其特征在于:所述平-凸反射镜的平面上镀有反射膜。
3.根据权利要求2所述的多成分浓度分析装置，其特征在于:所述反射膜与被测成分隔离。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的多成分浓度分析装置，其特征在于:所述光入射端包括会聚透镜，测量光束经过所述会聚透镜射入所述测量腔。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的多成分浓度分析装置，其特征在于:所述光出射端包括会聚透镜，测量光束经过所述会聚透镜被接收。
6.一种测量室，包括测量腔、反射镜、光入射端和光出射端，被测成分从所述测量腔内流过，所述反射镜安装在测量腔内或外的一侧或相对的两侧，其特征在于:所述反射镜中至少一面为平-凸反射镜，测量光束经所述光入射端进入所述测量室，并经至少一次所述平-凸反射镜反射后，经所述光出射端被接收。
7.根据权利要求6所述的测量室，其特征在于:所述平-凸反射镜的平面上镀有反射膜。
8.根据权利要求7所述的测量室，其特征在于:所述反射膜与被测成分隔离。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的测量室，其特征在于:所述光入射端包括会聚透镜，测量光束经过所述会聚透镜射入所述测量腔。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的测量室，其特征在于:所述光出射端包括会聚透镜，测量光束经过所述会聚透镜被接收。
全文摘要
本发明公开了一种多成分浓度分析装置，其具有一测量光束至少部分穿过的测量室，该测量室包括测量腔、反射镜、光入射端和光出射端，被测成分从所述测量腔内流过，所述反射镜安装在测量腔内或外的一侧或相对的两侧，所述反射镜中至少一面为平-凸反射镜，测量光束经所述光入射端进入所述测量室，并经至少一次所述平-凸反射镜反射后，经所述光出射端被接收。本发明还公开了一种上述多成分浓度分析装置的测量室。
文档编号G01N21/31GK103196845SQ20131005747
公开日2013年7月10日 申请日期2013年2月25日 优先权日2013年2月25日
发明者陈亚锋 申请人:陈亚锋
文档序号 :
【 6198245 】
技术研发人员：陈亚锋
技术所有人：陈亚锋
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
技术研发人员：陈亚锋
技术所有人：陈亚锋
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除