二氧化硫自動監測儀反應室的製作方法

2023-06-02 12:19:11

專利名稱：二氧化硫自動監測儀反應室的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量儀器，特別是用於自動監測大氣中二氧化硫含量的儀器，屬物理測量儀器技術領域。
背景技術：
二氧化硫是一種無色的有毒氣體，濃度較低時沒有氣味，在濃度達到約1.5mg/m3會出現刺鼻味。其主要來源為石油、煤炭中含有的硫經燃燒後轉變為二氧化硫排入大氣。二氧化硫是空氣中的一種主要汙染成分，據有關消息披露，中國目前每年因二氧化硫和酸雨汙染，對生態環境損害和人體健康影響造成的經濟損失在一千一百億元人民幣左右。人在吸入二氧化硫後可使呼吸系統功能受損，加重已有的呼吸系統疾病及心血管病。對易受影響人群，除肺部功能改變外，還伴有一些如喘氣、氣促、咳嗽等明顯症狀，並由此導致死亡率上升。近年來，對二氧化硫等有害氣體汙染的控制、治理力度越來越大，這其中準確、及時的檢測手段是治理汙染的前提。目前對於空氣中二氧化硫含量的檢測有一種先進的紫外螢光原理的方法，該方法較之其它測量方法具有測量精度高、靈敏度高、測量值穩定、儀器維護量小、可進行連續自動在線監測等優點，其原理是基於SO2分子接受特定波長紫外線能量成為激發態的SO2*分子，激發態的SO2*分子在返回低能態時會產生特徵螢光，通過測定特徵螢光的強度來確定空氣中二氧化硫的濃度。採用紫外螢光原理的二氧化硫自動監測儀中反應室是該儀器的核心部件，在反應室中SO2分子由基態到激發態再回到基態並完成檢測過程。根據有關資料顯示現有國外技術，其反應室的結構較為複雜，其參比光電管與紫外燈不直接對應，需設置稜鏡將光線反射；樣品氣體流向不盡合理；使用的零部件多，增加了設備的維護調試工作量。

發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是克服上述已有技術之缺陷而提供一種結構簡單緊湊、暗室區域設置合理的二氧化硫自動監測儀反應室。
本實用新型所稱問題是由以下技術方案解決的一種二氧化硫自動監測儀反應室，構成中包括入射光學組件、反應室腔體、錐形會聚腔、出射光學組件、參比光電管，其中，反應室腔體兩側壁分別連接錐形會聚腔和入射光學組件，出射光學組件安裝在反應室腔體前端，反應室腔體上設有進氣管，錐形會聚腔上設有出氣管，其特別之處是在反應室腔體3中設有擋光板4，擋光板固定在反應室腔體前壁11上，位於出氣管5與出射濾光片7-2之間，其擋光部分4-1與入射透鏡6-1平行。
上述二氧化硫自動監測儀反應室，所述擋光板擋光部分的寬度小於等於H+D；大於等於H-D，其中，H為出氣管中心到反應室腔體前壁11間的距離，D為出氣管直徑，擋光板擋光部分長度尺寸為寬度的2～3倍。
上述二氧化硫自動監測儀反應室，所述錐形會聚腔1的軸心線與入射光學組件中心線共線，所述參比光電管8位於錐形會聚腔小直徑的外端，與紫外燈6-3直接對應。
本實用新型為樣品氣體設計了合理走向，為激發態二氧化硫分子返回基態製造了暗室區域，從而釋放出特徵螢光，特徵螢光經過測量裝置作為有效信號被檢測。參比光電管與紫外燈直接對應，無需藉助於其它光學部件即可修正紫外光源波動對測量結果的影響。該設計結構簡單、緊湊、合理，安裝光學平臺無需進行任何調節，使用零部件少，減少了設備的維護調試工作量，測量值準確，適合用於連續運轉的二氧化硫自動監測儀器中。


圖1是本實用新型的結構圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是擋光板結構圖。
附圖中各部件的標號表示如下1.錐形會聚腔；2.進氣管；3.反應室腔體；4.擋光板；4-1.擋光板擋光部分；5.出氣管；6.入射光學組件；6-1.入射透鏡；6-2.入射濾光片；6-3.紫外燈；7.出射光學組件；7-1.出射透鏡；7-2出射濾光片；8.參比光電管；9.光電倍增管；10.暗室；11.反應室前壁。
具體實施方式
參看圖1、圖2，本實用新型的主要構成包括入射光學組件6、反應室腔體3、錐形會聚腔1、出射光學組件7、參比光電管8等。由圖可見，錐形會聚腔連接反應室腔體左側壁，入射光學組件位於反應室腔體右側壁，出射光學組件安裝在反應室腔體前端，反應室腔體上部設有出氣管5，錐形會聚腔上設有進氣管2。入射光學組件包括入射透鏡6-1、入射濾光片6-2和紫外燈6-3，出射光學組件包括出射透鏡7-1和出射濾光片7-2，光電倍增管9位於反應室外，對應出射光學組件。在反應室腔體中設有一塊擋光板4，擋光板固定在反應室腔體3的前壁11上，它位於出氣管5與出射濾光片7-2之間，其擋光部分4-1與入射透鏡6-1平行。設置擋光板後，在出射濾光片7-2附近設置了紫外光線照射不到的暗室區域10。反應室的工作原理為紫外燈6-3散發出廣譜紫外線，經入射光學組件的作用，最終保留中心波長在214nm的紫外線進入反應室腔體中，形成使SO2分子產生激發的光源。樣品氣體由進氣管進入反應室後，在外部負壓泵的作用下向出氣管方向運動，運動過程中，SO2分子在反應室腔體內接受中心波長在214nm的紫外線的能量，形成激發態的SO2分子，激發態的SO2分子排出反應室時經過由擋光板形成的暗室區域時，轉變為基態的SO2分子，從而釋放出特徵螢光，特徵螢光強度與二氧化硫濃度有關，特徵螢光經過出射濾光片7-2和出射透鏡7-1後會聚在光電子倍增管9上，作為有效信號被檢測，經數據處理後即可得出被測氣體中二氧化硫含量。為保證擋光板可形成暗室區域且不影響紫外光線對反應室中樣品氣體的照射，參看圖3，擋光板為一折板，其擋光部位4-1的尺寸寬度應小於等於H+D；大於等於H-D，其中，H為出氣管中心到反應室腔體前壁11間的距離，D為出氣管直徑，長度尺寸為寬度的2～3倍。
本實用新型，錐形會聚腔1的軸心線與入射光學組件中心線共線，參比光電管8位於錐形會聚腔小直徑處的外端，與入射光學組件6直接對應，紫外燈6-3的光線可直接照射的參比光電管上。該結構可以無需設置其它光學零件，參比修正準確。其參比修正的原理為在被測樣品濃度不發生變化時，由於紫外燈發光強度波動，使得光電倍增管9上檢測到的有用信號也隨紫外燈發光強度變化，通過參比光電管8檢測紫外燈發光強度的變化，來修正由於紫外燈發光強度的變化對光電倍增管上檢測到的有用信號的影響，以保證測量值準確。
權利要求1.一種二氧化硫自動監測儀反應室，構成中包括入射光學組件、反應室腔體、錐形會聚腔、出射光學組件、參比光電管，其中，反應室腔體兩側壁分別連接錐形會聚腔和入射光學組件，出射光學組件安裝在反應室腔體前端，反應室腔體上設有出氣管，錐形會聚腔上設有進氣管，其特徵在於在反應室腔體(3)中設有擋光板(4)，擋光板固定在反應室腔體前壁(11)上，位於出氣管(5)與出射濾光片(7-2)之間，其擋光部分(4-1)與入射透鏡(6-1)平行。
2.根據權利要求1所述的二氧化硫自動監測儀反應室，其特徵在於所述擋光板擋光部分的寬度小於等於H+D；大於等於H-D，其中，H為出氣管中心到反應室腔體前壁(11)間的距離，D為出氣管直徑，擋光板擋光部分長度尺寸為寬度的2～3倍。
3.根據權利要求1或2或3所述的二氧化硫自動監測儀反應室，其特徵在於所述錐形會聚腔(1)的軸心線與入射光學組件中心線共線，所述參比光電管(8)位於錐形會聚腔小直徑的外端，與紫外燈(6-3)直接對應。
專利摘要一種二氧化硫自動監測儀反應室，屬物理測量儀器技術領域。用於解決反應室結構簡單緊湊、氣體流向合理的技術問題。構成中包括入射光學組件、反應室腔體、錐形會聚腔、出射光學組件、參比光電管等，其改進為在反應室腔體中設有擋光板，擋光板固定在反應室腔體前壁上，位於出氣管與出射濾光片之間，其擋光部分與入射透鏡平行。本實用新型為樣品氣體設計了合理走向，參比光電管與紫外燈直接對應，無需藉助於其它光學部件即可修正紫外光源波動對測量結果的影響。該設計結構簡單、緊湊、合理，安裝光學平臺無需進行任何調節，使用零部件少，減少了設備的維護調試工作量，測量值準確，適合用於連續運轉的二氧化硫自動監測儀器中。
文檔編號G01N21/31GK2722239SQ20042001650
公開日2005年8月31日 申請日期2004年6月29日 優先權日2004年6月29日
發明者黃建輝, 範朝, 張冬生, 尚永昌, 王豔 申請人:河北先河科技發展有限公司