一種測量化肥揮發性氣體的系統和方法

2023-04-28 00:47:26 1

專利名稱：一種測量化肥揮發性氣體的系統和方法
技術領域：
本發明涉及環境檢測技術與分析及光學技術領域，具體的說是一種測量化肥揮發性 氣體的系統。
背景技術：
傅立葉變換紅外光譜(FTIR)儀由於高靈敏度和解析度，以及可進行實時的多組分 同時探測等獨特的優勢，在環境、化學、材料等方面都有廣泛的應用，近年來尤其在大 氣汙染的定性定量監測方面。
目前我國己經成為世界上最大的化肥生產國和消費國。不容忽視的是，我國肥料利 用率非常低，使用的常規化肥的肥效只有30%左右，造成的能源浪費和環境汙染問題 已經引起了全世界的關注。化肥的利用率和氨揮發有直接關係，揮發越高，利用率越低。 國內氨揮發研究主要使用靜態閉路箱法、半開放法、間歇通氣法及質量平衡法，他們的 缺點是不能直接對氣體進行測量[l， 2]。傅立葉變換紅外光譜儀的高精度、多波段、非 破壞樣品等優點，使它在環境方面的應用日益廣泛。本發明利用抽氣式傅立葉變換紅外 光譜儀設計了一種測量化肥揮發性氣體的系統。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種測量化肥揮發性氣體的系統和方法， 該發明實現了對揮發氣體的非破壞、多組分測量，提高了測量結果的精度和效率。
本發明的技術方案
一種測量化肥揮發性氣體的系統，包括密閉箱、真空泵、多次反射池、氣管、傅裡 葉變換紅外光譜儀、計算機，其特徵在於密閉箱內用於放置化肥，真空泵進氣端通過 氣管和密閉箱相連，出氣端和多次反射池進氣口相連，多次反射池出氣口和密閉箱通過 氣管相連，形成一個氣體循環管路；多次反射池的入光口處安裝有傅立葉變換紅外光譜 儀的紅外光源，多次反射池的出光口處安裝有傅立葉變換紅外光譜儀的探測器，計算機 控制真空泵和傅立葉變換紅外光譜儀。
所述的一種測量化肥揮發性氣體的系統，其特徵在於所述的真空泵進氣端連接的氣 管位於密閉箱內的進氣端安裝有過濾漏鬥，真空泵的出氣端與多次反射池進氣口之間的 氣管中設有濾膜。一種測量化肥揮發性氣體的方法，其特徵在於將化肥放置於密閉箱內，密閉箱與 多次反射池之間建立氣體循環管路，通過氣泵將密閉箱內化肥揮發後的氣體打入多次反 射池，從多次反射池出來的氣體再回到密閉箱內，傅立葉變換紅外光譜儀的紅外光源發 出的光束從多次反射池的入光口進入多次反射池，經過多次反射後，從多次反射池的出 光口出射進入傅立葉變換紅外光譜儀的探測器，通過傅立葉變換紅外光譜儀測量多次反 射池內氣體的紅外吸收光譜，通過計算機對紅外吸收光譜進行定量和定性分析。
所述的測量化肥揮發性氣體的方法，其特徵在於氣泵抽吸密閉箱內化肥揮發後的 氣體經過過濾漏鬥、濾膜過濾後再打入多次反射池。
所述的測量化肥揮發性氣體的方法，其特徵在於在傅立葉變換紅外光譜儀測量過 程中，保持多次反射池內氣體穩定。
本發明與現有技術相比的優點如下
1、 利用光學方法直接測量化肥揮發出的氣體，測量方法簡單。
2、 可以同時檢測N02、 NH3、 N20等多組分氣體。
3、 測量精度高，16米光程，對N02測量誤差在88ppb，對NH3測量誤差在80ppb


圖l是本發明的原理圖。
具體實施例方式
如圖1所示，放置有化肥的用密閉箱(1)密封，保證揮發的氣體不外洩。真空泵 (3) —端和密閉箱內的出氣管相連，出氣管段連有漏鬥，為了更大面積接觸氣體，真 空泵(3)的另一端通過濾膜和多次反射池(4)的進氣口相連，濾膜濾除掉氣體中的灰 塵等成分，以防汙染多次反射池內的反射鏡。從多次反射池(4)內出來的氣體又進入 密閉箱(1)內。整個過程中都採用了密封系統，這樣就不會影響測量化肥揮發氣體的 濃度。計算機(8)通過控制線(6)對真空泵(3)進行控制，來定時抽取氣體。多次
反射池的入光口處安裝有傅立葉變換紅外光譜儀的紅外光源，多次反射池的出光口處安 裝有傅立葉變換紅外光譜儀的探測器，紅外光源發出的光在充滿待測氣體的多次反射池
內多次反射後，出射到探測器。計算機(8)和傅立葉變換紅外光譜儀(5)通過網線(7) 相連。測量多次反射池內氣體的吸收光譜，對測量氣體進行定量和定性分析。樣品池體 積是8L，因此選取真空泵抽取氣體時間是2分鐘，流速是32L/min,平衡1分鐘，保證 多次反射池內氣體穩定。測量次數是16次，測量光譜時間是3分鐘。
權利要求
1、一種測量化肥揮發性氣體的系統，包括密閉箱、真空泵、多次反射池、氣管、傅立葉變換紅外光譜儀、計算機，其特徵在於密閉箱內用於放置化肥，真空泵進氣端通過氣管和密閉箱相連，出氣端和多次反射池進氣口相連，多次反射池出氣口和密閉箱通過氣管相連，形成一個氣體循環管路；多次反射池的入光口處安裝有傅立葉變換紅外光譜儀的紅外光源，多次反射池的出光口處安裝有傅立葉變換紅外光譜儀的探測器，計算機控制真空泵和傅立葉變換紅外光譜儀。
2、 根據權利要求1所述的一種測量化肥揮發性氣體的系統，其特徵在於所述的真空泵 進氣端連接的氣管位於密閉箱內的進氣端安裝有過濾漏鬥，真空泵的出氣端與多次 反射池進氣口之間的氣管中設有濾膜。
3、 一種測量化肥揮發性氣體的方法，其特徵在於將化肥放置於密閉箱內，密閉箱與 多次反射池之間建立氣體循環管路，通過氣泵將密閉箱內化肥揮發後的氣體打入多 次反射池，從多次反射池出來的氣體再回到密閉箱內，傅立葉變換紅外光譜儀的紅 外光源發出的光束從多次反射池的入光口進入多次反射池，經過多次反射後，從多 次反射池的出光口出射進入傅立葉變換紅外光譜儀的探測器，通過傅立葉變換紅外 光譜儀測量多次反射池內氣體的紅外吸收光譜，通過計算機對紅外吸收光譜進行定 量和定性分析。
4、 根據權利要求3所述的測量化肥揮發性氣體的方法，其特徵在於氣泵抽吸密閉箱 內化肥揮發後的氣體經過過濾漏鬥、濾膜過濾後再打入多次反射池。
5、 根據權利要求3所述的測量化肥揮發性氣體的方法，其特徵在於在傅立葉變換紅 外光譜儀測量過程中，保持多次反射池內氣體穩定。
全文摘要
本發明公開了一種測量化肥揮發氣體的系統和方法。化肥放置於一個密閉的箱子裡，通過氣管和真空泵相連，真空泵的另一端通過氣管和傅立葉變換紅外光譜儀的多次反射池相連。通過計算機控制真空泵抽取密閉箱子內的化肥揮發氣體到多次反射池內，通過傅立葉變換紅外光譜儀測量各種氣體的紅外光譜，通過計算機對測量氣體進行定量和定性分析。傅立葉變換紅外光譜儀的出現提高了氣體定量和定性測量的精確度，實現了對揮發氣體的非破壞和多組分測量，為化肥揮發出的氣體提供了一種測量手段。此系統結構簡單，方便，實現了對化肥揮發出氣體的實時和多組分測量，同時也促進了傅立葉變換紅外光譜儀在大氣環境檢測方面的快速發展。
文檔編號G01N21/35GK101308088SQ20081012302
公開日2008年11月19日 申請日期2008年6月18日 優先權日2008年6月18日
發明者亮 徐, 童晶晶, 陸亦懷, 軍 陳, 高閩光, 魏秀麗 申請人:中國科學院安徽光學精密機械研究所