[发明专利]气体检测方法与装置

说明书

本申请提供了一种气体检测方法和检测装置，该方法通过改变光度计的测量气室中的气体压力产生不同的光能吸收，得出不同的吸光度；结合比尔朗伯定率计算出待测气体浓度。

技术领域

本申请属于气体检测领域，特别地涉及一种气体检测方法与装置。

背景技术

非分散红外和非分散紫外是两种重要的气体检测技术，具有信噪比高、动态范围大、结构简单、成本低的优点，在气体分析领域大量使用。

非分散红外和非分散紫外气体分析仪常用的技术方案是单波长双光束和双波长单光束方法。单波长双光束方法通常采用测量气室和参考气室，被测样气充满测量气室，参考气室中密封在样气没有吸收的气体(如氮气)，通过检测相同波长光束通过测量气室和参考气室后的衰减程度计算被测气体浓度。双波长单光束方法采用两个波长，被测样气对一个波长光有吸收，对另外一个波长光没有吸收，通过检测被测样气对两种波长光束吸收的情况计算样气浓度。上述两种方法的计算都依据比尔朗伯定律。在实际应用中，上述两种方法都存在发生漂移的情况。对于单波长双光束方法，由于测量气室和参考气室经历不同的物理化学环境，污染状况不一样，导致产生吸光度漂移，产生检测结果的漂移。对于双波长单光束方法，由于光源的功率发生变化，光源的光谱会发生变化，参考波长和测量波长的状态就会发生变化，从而引起检测结果的漂移。另外，如果采用双光源或双探测器，两个光源或两个探测器之间的不一致也会产生漂移。

发明内容

针对现有技术中存在的一些问题，本申请提供了一种气体检测方法与装置，可以在较大程度上消除光度计的漂移，保证长期的工作稳定和准确性。

本申请的第一方面提供了一种气体检测方法，其通过改变光度计的测量气室中的气体压力产生不同的光能吸收，得出不同的吸光度；结合比尔朗伯定率计算出气体浓度。

更具体地，所述气体检测方法，根据比尔朗伯定律，标准大气压P₀下体积浓度为C的气体G(gas)通入光度计的测量气室，当测量气室中气体压力为P时，气体G产生的吸光度为A，

在测量气室中气体压力为P₁的情况下，气体G产生的吸光度A₁为：

在测量气室中气体压力为P₂的情况下，气体G产生的吸光度A₂为：

式中I₁＝I₂，为假定无任何吸收情况下的探测器检测到的气体G的光强值，I₁′为测量气室中通入气体G后，压力为P₁时探测器检测到的光强值，I₂′为测量气室中通入气体G后，压力为P₂时探测器检测到的光强值。

由式(1)、(2)可得：

由于I₁＝I₂，所以lnI₁-lnI₂＝0

所以

在封闭的测量气室中，气体G在两种压力状态下的吸光度比值等于两种状态下的压力比值；即：

综合(3)、(4)可得

于是

根据比尔朗伯定律，气体G的体积浓度C正比于吸光度A，由此可得标准大气压下的气体浓度

由式(5)可得，通过检测测量气室中两种压力状态下的压力值以及探测器检测的光强值，进行两组及以上的检测，得出定标系数R后，得到即可计算出气体G在标准大气压下的体积浓度值C。