[发明专利]一种一氧化氮检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种气体传感器技术领域的一氧化氮检测装置及方法，旨在解决现有技术中采用非色散红外吸收技术的检测装置无法在低浓度范围下准确高效地检测氮氧化物气体浓度的问题。包括控制模块、压力调制装置和气体测量装置；气体测量装置包括采样气室和分别布置于采样气室内部两端的光源调制模块和探测器，控制模块与压力调制装置和气体测量装置电连，用于控制压力调制装置的运动状态，并基于探测器采集到的光强，利用理论计算模型计算得到一氧化氮气体的浓度；本发明适用于氮氧化物气体浓度检测，能够极大地提高了气体测量的灵敏度和分辨率，可在低浓度范围下准确高效地检测出氮氧化物的气体浓度。

技术领域

本发明涉及气体传感器技术领域，具体是涉及一种一氧化氮检测装置及方法。

背景技术

随着社会经济和工业的快速发展，大气环境污染日益成为一个严峻的问题。氮氧化物作为比较常见的大气污染物，可以直接来自燃煤、汽车尾气、扬尘、工业废气排放等。尽管目前用于防范氮氧化物等有害气体超标带来风险的气体报警装置或系统已经比较成熟，但是用于实时检测未超标或临界超标的低浓度氮氧化物有害气体的传感器和装置的相关研究还较为缺乏。

有相关研究表明，除了高浓度的氮氧化物会对人体造成损害，长期接触低浓度的氮氧化物同样会对身体带来伤害，因此对低浓度的氮氧化物进行实时、高效且精确的监测十分重要。目前，针对氮氧化物的检测方法主要包括电化学法、半导体气敏材料法、气相色谱法和非色散红外吸收法等。其中，非色散红外吸收技术以其高选择性和抗干扰性强等特点备受青睐。

但是非色散红外吸收技术在氮氧化物的实际测量中也存在一些弊端。目前非色散红外技术对于氮氧化物气体的检测分辨率较低，因此如何在低浓度范围下准确高效地检测氮氧化物气体浓度是当前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种一氧化氮检测装置及方法，解决当前的采用非色散红外吸收技术的检测装置无法在低浓度范围下准确高效地检测氮氧化物气体浓度的问题。

为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种一氧化氮检测装置，包括：控制模块以及顺次连通的压力调制装置和气体测量装置；

所述压力调制装置用于将一氧化氮气体调制至恒定压强后输出至气体测量装置；

所述气体测量装置包括采样气室和分别布置于采样气室内部两端的光源调制模块和探测器，所述光源调制模块用于发射红外光线，所述探测器用于采集经过一氧化氮气体衰减后的红外光线的光强；

所述控制模块与压力调制装置和气体测量装置电连，用于控制压力调制装置的运动状态，并基于探测器采集到的光强，利用理论计算模型计算得到一氧化氮气体的浓度。

进一步的，所述压力调制装置包括往复驱动机构、气缸和压力缓冲装置，所述气缸的进气口通过进气阀与外界相连通，所述气缸的出气口通过出气阀与压力缓冲装置相连通，所述气缸内设有与往复驱动机构传动连接的活塞，所述压力缓冲装置的出气端设有开关阀，所述压力缓冲装置内设有压力传感器；

所述控制模块的输入端与压力传感器电连，所述控制模块的输出端分别与往复驱动机构和开关阀电连。

进一步的，所述往复驱动机构包括安装于压力缓冲装置上的固定板，所述固定板的一侧固接有电机，另一侧转动连接有大齿轮，所述电机的输出端贯穿固定板并安装有与大齿轮相啮合的小齿轮，所述大齿轮上铰接有连杆，所述连杆远离大齿轮的一端伸入气缸内与活塞铰接。

进一步的，所述光源调制模块包括玻璃罩、红外光源、光电传感器和恒光强调制模块，所述红外光源和光电传感器设于玻璃罩内，所述光电传感器用于采集红外光源的光强；

所述恒光强调制模块分别与红外光源和光电传感器电性连接，用于根据光电传感器采集的光强调整红外光源的光强，使红外光源始终保持稳定状态。