[发明专利]利用二极管激光器同时监测二氧化硫和一氧化氮气体浓度的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及同时监测二氧化硫和一氧化氮气体浓度的装置及方法。

背景技术

随着经济的发展，排放到空气中的二氧化硫和氮氧化物不断增加，我国二氧化硫和氮氧化物的排放总量都超过了2000万吨。作为酸雨的主要诱因，工业二氧化硫排放量占全国二氧化硫排放总量的80%以上，控制工业二氧化硫的排放对于减少二氧化硫排放、减轻酸雨危害具有重要意义。随着我国能源消费和机动车保有量的快速增长氮氧化物排放量也迅速上升，氮氧化物排放量的增加使得我国酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变。二氧化硫和氮氧化物的排放对城市空气环境造成了极大的污染，我国正在制定新的环保法，对二氧化硫、氮氧化物以及悬浮颗粒物实行总量控制。因此，对污染气体排放的在线监测就成为必需的技术基础。只有准确快速的测量，才能供运行人员实时调整，使污染物的排放降到最低。然而目前缺少测量精度高、性能稳定的同时监测二氧化硫和一氧化氮气体浓度的装置及方法提供空气环境污染的实时数据。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前缺少测量精度高、性能稳定的同时监测二氧化硫和一氧化氮气体浓度的装置及方法的问题，提供一种利用二极管激光器同时监测二氧化硫和一氧化氮气体浓度的装置及方法。

利用二极管激光器同时监测二氧化硫和一氧化氮气体浓度的装置，它由信号发生器、一号温度电流控制器、一号二极管激光器、一号准直透镜、分束镜、待测气体通道、一号会聚透镜、一号探测器、数据采集卡、二号温度电流控制器、二号二极管激光器、二号准直透镜、二向色镜、和频晶体、干涉滤光片、二号会聚透镜、二号探测器和计算机组成，

信号发生器的锯齿波信号输出端与一号温度电流控制器的耦合信号输入端连通，一号温度电流控制器的驱动电流的输出端与一号二极管激光器的驱动电流的输入端连通，一号二极管激光器发出的激光依次通过一号准直透镜、分束镜、待测气体通道和一号会聚透镜，到达一号探测器的光敏面，一号探测器的电信号输出端与数据采集卡的一个数据采集信号的输入端连通，二号温度电流控制器的驱动电流的输出端与二号二极管激光器的驱动电流的输入端连通，二号二极管激光器发出的激光通过二号准直透镜，入射到二向色镜，二向色镜的透射光与分束镜的反射光同时入射到和频晶体，和频晶体的出射光依次通过干涉滤光片、待测气体通道和二号会聚透镜，入射到二号探测器，二号探测器的电信号输出端与数据采集卡的另一个数据采集信号的输入端连通，数据采集卡的数据采集信号的输出端与计算机的采集信号的输入端连通。

利用二极管激光器同时监测二氧化硫和一氧化氮气体浓度的方法，它包括的具体步骤如下：

采用锯齿波电流驱动二极管激光器输出激光；

将所述激光采用准直透镜变成平行光束，然后采用分束镜分成两束光，其中一束光入射至待测气体后，采用会聚透镜会聚至探测器的光敏面，通过该探测器获得第一组数据；另一束光通过二向色镜反射获得短波光束，将激光信号数据通过数据采集卡输入到计算机中；另一路入射到二向色镜；

控制另一个二极管激光器输出的激光；将所述激光采用二号准直透镜转换成平行光束，再通过二向色镜透射获得该束平行光束中的长波光束；

将获得的短波光束和长波光束和频获得和频光束，该和频光束经干涉滤光片滤波后入射至待测气体，然后通过会聚透镜会聚到探测器的光敏面，通过该探测器获得另一组数据；

通过计算机采用Beer-Lambert定律分析软件对第一组数据和另一组数据进行分析，获得待测气体通道中二氧化硫气体的浓度和一氧化氮气体的浓度。

本发明采用一号二极管激光器发出的激光通过待测气体检测二氧化硫，采用二向色镜把二号二极管激光器与一号二极管激光器发出的激光合束，通过和频晶体的和频的光束通过待测气体检测一氧化氮。实现了对二氧化硫的浓度和一氧化氮的浓度同时实时监测。具有结构简单、体积小、成本低、测量精度高、稳定性好、维护简单的优点。

附图说明

图1为本发明装置的组成结构示意图。

具体实施方式