[发明专利]一种氧化亚氮监测装置及其监测方法

说明书

本发明公开了一种氧化亚氮监测装置，所述装置包括红外光源、第一光学腔、窄带滤光片、第一红外热电检测器、第一气体扩散孔、第二光学腔、第二红外热电检测器、第二气体扩散孔；所述红外光源位于第一光学腔、第二光学腔的一端，并为第一光学腔和第二光学腔提供光源；所述第一光学腔上有第一气体扩散孔；所述第二光学腔上有第二气体扩散孔；所述第一光学腔、第二光学腔的另一端和窄带滤光片连接；所述窄带滤光片分别和第一红外热电检测器、第二红外热电检测器连接；通过设置两个光学腔体的方式增加了监测数据的精确性，同时由于两个光学腔的气体扩散孔开孔方向不同，能够根据两个腔体采集的浓度变化得到气体扩散方向。

技术领域

本发明涉及一种气体监测技术领域，具体涉及一种氧化亚氮监测装置及其监测方法。

背景技术

氧化亚氮俗称笑气，作为吸入麻醉剂在医药上应用已久，然而，长期或大剂量的滥用笑气，会影响人体对于维生素B12的吸收及代谢，造成恶性贫血，导致末梢神经及脊髓病变，还可能造成精神异常，如嗜睡、抑郁或精神错乱等。在医学临床应用中通常需要严格控制氧化亚氮的浓度。同时，生产氧化亚氮的厂家也需要时刻对氧化亚氮进行监测，以降低大规模的泄露风险。

另外，由于氧化亚氮的化学性质不活泼，既不会产生腐蚀，也不会发生爆炸，它的这些物理性质对空气分离具有危害。在空气分离装置的压力和温度的条件下，它具有升华性质，在氧、氮分离过程中，它将浓缩于液氧中，氧化亚氮在水中的溶解度很小，氧化亚氮随加工空气经过空气过滤器、压缩机、冷却器、水分离器后不能将其分离、除去。因此，在空分设备中也需要高精度的氧化亚氮监测传感器。

现有技术中出现的氧化亚氮传感器通常分为电化学传感器与光学检测传感器，如图1所示，通过监测透过包含待测试气体的室的光辐射的吸收来检测特定气体的存在的类型的气体传感器包括用于从其中发射辐射的光源和对从源发射的辐射敏感的检测器 在具有光学反射表面的周向室的相对端处，围绕传感器壳体的周边延伸。源和检测器之间的光学路径可以包括径向部分以及周向部分，以允许源和检测器中的一个或另一个 位于传感器外壳的中央室中。但是上述监测氧化亚氮的传感器无法监测出氧化亚氮的扩散方向，对氧化亚氮的浓度的精确度也不高。

发明内容

本发明提供一种氧化亚氮监测装置及其监测方法，能够解决无法监测出氧化亚氮的扩散方向、氧化亚氮的监测精度较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种氧化亚氮监测装置，所述装置包括红外光源、第一光学腔、窄带滤光片、第一红外热电检测器、第一气体扩散孔、第二光学腔、第二红外热电检测器、第二气体扩散孔；所述红外光源位于第一光学腔、第二光学腔的一端，并为第一光学腔和第二光学腔提供光源；所述第一光学腔上有第一气体扩散孔；所述第二光学腔上有第二气体扩散孔；所述第一光学腔、第二光学腔的另一端和窄带滤光片连接；所述窄带滤光片分别和第一红外热电检测器、第二红外热电检测器连接。

优选的，所述第一光学腔和第二光学腔在未开设气体扩散孔的一面呈镜像对称结构，所述第一光学腔和第二光学腔可为长方体结构或者圆柱体结构。

优选的，所述红外光源散发出不同波长的红外光，所述红外光源需要单独的5V供电，光源驱动频率为2.0 Hz～4.0Hz。

优选的，所述红外光源为点光源，红外光源外设置光分束器，所述光分束器可将红外光源产生的光线分离成两束相同的光线。

优选的，所述氧化亚氮监测装置采用了两个光学腔体即第一光学腔和第二光学腔，所述第一光学腔和第二光学腔并排连接且共用一个红外光源，所述红外光源能散发出不同波长的红外光，在光学腔体中氧化亚氮和特定波长的红外光能发生吸收关系，其吸收关系基于朗伯—比尔(Lambert2Beer)吸收定律。