[发明专利]一种基于毛细管的便携式长光程气体吸收池

说明书

本发明公开了一种基于毛细管的便携式长光程气体池，涉及光学气体浓度分析领域。该装置包括主腔体、毛细管、进光口固定架、出光口固定架；毛细管通过固定架固定于气体池内部，作为光传输载体；毛细管内壁涂覆金属膜，可减少光传输损耗。本发明在传统气体池的基础上，利用毛细管作为光路，可以灵活改变光程长，并且很大程度上避免了光反射、折射带来的光损耗，从而实现超低浓度气体检测，且大大降低了成本，便于拆卸更换，易于维护和使用。

技术领域

本发明涉及气体浓度传感技术领域，尤其涉及一种基于毛细管的便携式长光程气体吸收池。

背景技术

随着工业的快速发展，我国大气污染问题日益严重，尤其是近年来出现的雾霾天气受到了广泛关注，引发了社会各界的热烈讨论。因此，对大气中污染成分的有效监测已经越来越受到人们的重视。

根据朗伯-比尔定律，在气体浓度的检测中，可以通过增加光程长来提高检测精度，因此目前通常采用的气体浓度检测装置是基于怀特池结构的气体池。光束进入气体池后经过多次反射，被池内气体吸收，出光口处输出的光信号传输给光谱仪，可得到相应的吸收光谱，通过分析吸收光谱可得到气体池内待测气体的浓度。例如，紫外光被气体吸收池中的氨气吸收后，在180-220nm波段会产生明显的吸收峰，而臭氧会在230-290nm波段产生明显的吸收峰，根据吸收峰的大小可计算得到待测气体的浓度。这种结构采用调节反射镜角度的方式来改变光束反射次数从而改变系统光程长，光程长度受到反射次数的限制。

目前市面上的气体池大多存在以下问题：

1.受到气体池尺寸限制，无法实现更长光程；

2.通过增加反射次数来实现更长光程，导致损耗增大；

3.成本高且反射镜无法更换；

4.密封不严而导致气体泄漏；

5.体积大，不便于携带。

因此，如何灵活地改变光程长度又能方便携带，且尽可能的减小损耗是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明目的在于提供一种基于毛细管的便携式长光程气体吸收池，可通过减小螺距、增加螺环半径在有限体积内增加毛细管长度，从而提高气体检测灵敏度；本发明便于拆卸更换，价格低廉，大大降低了成本。

根据上述发明目的，本发明的构思为：

一种基于毛细管的便携式长光程气体吸收池，包括主腔体、毛细管、进光口处固定架、出光口处固定架。毛细管两端分别通过进光口处固定架和出光口处固定架固定安装在主腔体内；所述毛细管采用螺旋结构，可在有限体积内通过减小螺距、增加螺环半径来灵活增加光程长，从而提高气体检测的灵敏度。所述毛细管上开有若干大小相同的气孔，可保证气体均匀扩散进入毛细管内；毛细管内壁涂敷金属膜，提高光在毛细管中的反射效率；所述主腔体上设有进气口、进光口、出气口、出光口和固定架；使用所述固定架将毛细管固定在在主腔体内部。

根据上述发明构思，本发明采用以下技术方案：

一种基于毛细管的便携式长光程气体吸收池，包括主腔体、毛细管、进光口处固定架和出光口处固定架，所述毛细管两端分别通过进光口处固定架和出光口处固定架固定安装在主腔体内；作为光路的所述毛细管采用螺旋结构，在有限体积内通过减小螺距、增加螺环半径来灵活增加光程长，从而提高气体检测的灵敏度。

优选地，所述毛细管上开有气孔，使气体能扩散进毛细管内，使得光与气体相互作用；毛细管可拆卸更换；在毛细管内壁或外壁涂覆一层均匀的金属膜，作为光的反射功能层，以提高反射率，减少光反射的损耗；主腔体密封，避免毛细管受到外部环境干扰；所述主腔体上设有进、出气口，外部气体通过进气口通入气体池内。毛细管通过固定架上的夹具固定于气体池内部，易拆卸更换，且毛细管价格低廉，降低了成本。