[实用新型]一种针对复杂气体光谱分析的多气室结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学气体分析领域，尤其涉及一种针对复杂气体光谱分析的多气室结构。

背景技术

近年来，各种光学气体分析技术在石油化工、环境监测、生物医学等领域得到广泛应用。光学气体分析技术基于分子光谱学，普遍需要对气体分子的吸收光谱、散射光谱或荧光光谱等光谱线型进行定量分析计算。在面对多组分气体分析时，往往多种气体的光谱信号互相重叠，需要采用化学计量学相关算法将每种气体的特征光谱信息分离开，再对各种组分含量进行定量计算。而光谱分析技术对激光器本身的性能要求较高，在使用过程中需要对激光器的电流和温度进行严格控制；此外气体本身的性质会受到温度和压力的影响，这些外界因素的变化都会改变气体的光谱曲线，从而直接影响到浓度测量结果。

目前市场上的光学气体分析仪所使用的激光器对谱线宽度和稳定性都有较高要求，这种激光器价格较为昂贵。此外，光谱分析技术普遍需要对待测气体进行恒温伴热处理，加上谱线定位和温度修正等算法减少不稳定因素的影响，但这些方法的使用会大大提高设备的成本、增加设备体积，各种修正参数的确定需要大量标定数据积累，从长期来看不能完全保证测量浓度的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种针对复杂气体光谱分析的多气室结构，旨在用于解决现有的光学气体分析仪对复杂气体背景的适应力差，激光器波长漂移或环境温度变化对气体浓度的测量产生影响的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种针对复杂气体光谱分析的多气室结构，其特征在于：包括气室组件以及位于气室组件一侧与气室组件间隔设置的制冷基板，所述气室组件包括上下层叠设置的一个测量气室和多个参考气室，所述制冷基板上设有一激光器，所述测量气室与所述制冷基板相对的侧壁上以及每一所述参考气室与所述制冷基板相对的侧壁上均设有通光口，所述制冷基板与所述气室组件之间设有用于将激光器发出的激光引导至各个所述通光口的分光装置，所述测量气室和所述参考气室内均设有用于将入射到气室内的激光从所述通光口反射出去的反光装置，所述制冷基板上还设有与所述测量气室以及各所述参考气室一一对应的多个光电探测器，所述制冷基板与所述气室组件之间还设有用于将从各个所述通光口反射出来的激光汇聚到对应的所述光电探测器的聚光装置。

进一步地，所述通光口为光学窗口，所述分光装置包括沿光路依次设置的多个分光镜和一个反射镜。

进一步地，所述激光器与该光路上的第一个所述分光镜之间设有激光汇聚透镜。

进一步地，所述聚光装置为与各个所述光电探测器一一对应的多个反射光汇聚透镜。

进一步地，所述通光口包括入光孔和出光孔，所述分光装置包括分光器、连接激光器和分光器的第一光纤以及连接分光器和各个所述入光孔的第二光纤。

进一步地，所述聚光装置包括连接所述光电探测器和对应所述出光孔的第三光纤。

进一步地，所述反光装置包括设置在所述测量气室内壁以及所述参考气室内壁上的多个反射镜，每一所述反射镜与对应气室的所述通光口相对设置。

进一步地，所述测量气室和所述参考气室均独立设置且相互之间可拆卸连接。

进一步地，还包括对所述测量气室和所述参考气室进行整体控温的温控装置。

进一步地，所述测量气室和所述参考气室均设有进气口和出气口。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的这种针对复杂气体光谱分析的多气室结构，由于进入到参考气室和测量气室的激光来自于同一个激光器，因此激光器的波长漂移对参考信号和分析信号的影响是同步的，又因为参考气室和测量气室处于同一个环境温度下，标气和样气形成的参考信号和分析信号的相对变化程度是一致的。因此，1、可以有效消除激光器波长漂移和温度变化对测量结果造成的影响，实时保证测量结果的准确性；2、无需温度修正实验，避免修正算法对测量结果的干扰；3、无需对气室系统进行保温，也不需要性能极度稳定的激光器，降低了购置和使用成本；4、可以在一套光学装置中测量多种组分气体的浓度。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的一种针对复杂气体光谱分析的多气室结构；

图2为本实用新型实施例2提供的一种针对复杂气体光谱分析的多气室结构。