[发明专利]一种三参考通道的红外气体分析方法与装置

摘要

本发明涉及一种三参考通道测量气体成份的红外在线光谱仪的测量方法与装置。包括对光源的发光点进行准直的反射镜，其特征在于：反射镜后面设置采样气室和参考气室及带有四通道和四个独立热电堆的探测器，每个通道各配一个滤波片和透射窗口，探测器安装在半导体制冷片上。本专利主要有以下优点：分析速度快；测试重现性好；可在线分析；尺寸小，便于安装集成；功耗低；非接触型；非消耗型，寿命长；无需载气等耗材。

主权项

1.一种三参考通道测量气体成份的红外在线光谱仪的测量方法，所述红外在线光谱仪，包括对光源的发光点进行准直的反射镜，其特征在于：反射镜后面设置采样气室和参考气室及带有四通道和四个独立热电堆的探测器，每个通道各配一个滤波片和透射窗口，探测器安装在半导体制冷片上，其中，四通道分别为参考通道λ1、λ2 和Ｒ通道及与Ｒ通道的透射光经过同一波长滤波片的信号通道Ｓ通道，四通道并排设置，其中，参考通道λ1、λ2 和Ｒ通道、信号通道Ｓ通道分别设置进、出气孔，参考通道λ1、λ2共用进、出气孔；所述三参考通道测量气体成份的红外在线光谱仪的测量方法，包括以下步骤：（1）控制驱动电流： 调节光源的驱动电流，从而使光源调节到所需的参数；（2）稳定光谱输出：在λ1，λ2参考通道中密封对红外波段没有任何吸收的中性气体，当工作环境变化时或者系统的老化漂移时，利用λ1，λ2参考通道的反馈信号和相应函数关系，调节驱动电流，保持λ1，λ2的固定比例关系，从而维持稳定的光谱；（3）建立第三参考通道：R通道中为含有一定已知浓度的待测组分气体，称之为参考气，该通道称之为第三参考通道，该通道中不含有干扰组分气体；（4）基线补偿：当光源关闭时，检测器也会检测到信号，这通常由背景谱线辐射、电路噪声因素造成，称之为基线，在测量过程中，基线会一直存在，在光源关闭时，采集所有通道的基线，并用做后续补偿计算；（5）选择归一化标准：光线穿过通道产生的损耗包括气体吸收和光线几何损耗，λ1、λ2通道不含有待测组分，所以该两通道的信号反映了除吸收损耗之外的所有其它因素影响，λ1、λ2、R、S四通道的环境一致，所以λ1，λ2通道接收到的信号均可用作归一化的标准，对R和S通道的信号归一化；（6）参考比对：在R和S通道中均含有待测组分，相同的物理状态下，S通道的信号强度与R通道的信号强度之比等于两个通道的分析物浓度之比，基于此，通过参考对比得出S通道内的待测物浓度；（7）压力补偿：在S通道中或者采样系统设置压力测试装置，根据待测气体的压力值对浓度测量结果补偿。