详情

原文传递一种光声光谱多组分气体分析仪器的性能评价装置及方法

专利名称：	一种光声光谱多组分气体分析仪器的性能评价装置及方法
摘要：	本发明提供了一种光声光谱多组分气体分析仪器的性能评价装置及方法包括：隔音箱、高纯氮气输送系统、待测气体输送系统、盐溶液盛放容器和气体混合室，隔音箱内设置有环境噪声模拟装置和待评价光声光谱仪，所述待评价光声光谱仪的进气口与所述气体混合室的出口连通，用以检测进入所述气体混合室中的气体的浓度。本发明通过环境噪声模拟装置模拟真实工作环境下，噪声对测量结果的影响，从而有利于评价光声光谱仪的耐受环境噪声干扰的能力；同时还可以更换不同种类和浓度的测试气体，结合特定的信号处理方法，实现气体交叉敏感性和检测极限的测试，通过对待评价光声光谱仪的关键技术指标进行准确、高效、可靠的性能评价。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国电力科学研究院有限公司
发明人：	袁帅;杜非;王广真;陈珂;毕建刚;于清旭;阎春雨;常文治;许渊;付德慧
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910702982.1
公开号：	CN110441241A
代理机构：	北京工信联合知识产权代理有限公司
代理人：	姜丽楼
分类号：	G01N21/17(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100192北京市海淀区清河小营东路15号
主权项：	1.一种光声光谱多组分气体分析仪器的性能评价装置，其特征在于，包括：隔音箱、高纯氮气输送系统、待测气体输送系统、盐溶液盛放容器和气体混合室；其中，所述盐溶液盛放容器的进口与所述高纯氮气输送系统的出口连通，所述盐溶液盛放容器的出口与所述气体混合室的第一进口连通，用以使得从所述高纯氮气流量管路流出的高纯氮气先流经所述盐溶液盛放容器中的盐溶液后再进入所述气体混合室中；所述待测气体输送系统的出口与所述气体混合室的第二进口连通；所述隔音箱内设置有环境噪声模拟装置和待评价光声光谱仪，所述待评价光声光谱仪的进气口与所述气体混合室的出口连通，用以检测进入所述气体混合室中的气体的浓度；所述环境噪声模拟装置设置在所述待评价光声光谱仪的一侧，用以模拟所述待评价光声光谱仪工作时的环境噪音。 2.根据权利要求1所述的性能评价装置，其特征在于，所述环境噪声模拟装置包括：控制器、信号发生器、扬声器和声压计；其中，所述声压计与所述扬声器的输出端连接，用以检测所述扬声器输出的噪声的声压；所述信号发生器与所述扬声器的输入端连接，用以驱动所述扬声器工作；所述控制器与所述声压计及所述信号发生器均连接，用以根据所述声压计获取的声压数据，控制所述信号发生器驱动所述扬声器工作，从而使所述隔音箱中的声压维持在预设范围内。 3.根据权利要求1所述的性能评价装置，其特征在于，还包括：干扰气体输送系统；其中，所述干扰气体输送系统的出口与所述气体混合室的进口连通。 4.一种光声光谱多组分气体分析仪器的性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：关闭环境噪声模拟装置，并将盐溶液盛放容器中的溶液排出，通入高纯氮气清洗气路，然后启动待评价光声光谱仪的气体循环测量程序，完成1次循环采样和测量过程后记录待测气体的本底浓度测试数据组a1；对所述数据组a1进行处理得到待评价光声光谱仪对于待测气体中每种气体组分的零点偏差；打开环境噪声模拟装置，以预设声压强度进行连续声波频率扫描，并将待测气体通入待评价光声光谱仪中进行多次连续测量，记录待测气体的实际测量浓度数据组a2；根据所述数据组a2和所述待评价光声光谱仪对于每种气体组分的零点偏差得到光声池噪声频率响应曲线，用于定量表征所述待评价光声光谱仪耐受环境噪声干扰的能力。 5.根据权利要求4所述的性能评价方法，其特征在于，所述预设声压强度为90-100dB。 6.根据权利要求4所述的性能评价方法，其特征在于，所述对数据组a1的处理步骤包括：将所述数据组a1中记录的待测气体中各气体组分的本底浓度数据分别求标准差，以所述标准差的3倍作为该待评价光声光谱仪的对相应气体组分的最低检测下限浓度的实测指标，并对各所述气体组分的最低检测下限浓度的实测指标求平均值后与所述待评价光声光谱仪的浓度零点的差值作为所述待评价光声光谱仪对于该种气体组分的零点偏差。 7.根据权利要求4所述的性能评价方法，其特征在于，还包括：经待测气体输送系统向所述气体混合室中通入第一预设浓度的待测气体，或者同时通过高纯氮气输送系统向所述气体混合室中通入高纯氮气对所述待测气体进行稀释，并通过待评价光声光谱仪对不同情况下的气体进行多次循环测量，记录待测气体的实际测量浓度数据组a3；将所述数据组a3求平均值后，减去待测气体对应的标准气体的已知浓度后取绝对值，得到第一预设浓度情况下，所述待评价光声光谱仪的测量误差。 8.根据权利要求7所述的性能评价方法，其特征在于，还包括：经待测气体输送系统向所述气体混合室中通入第一预设浓度的待测气体，经干扰气体输送系统向所述气体混合室中通入第二预设浓度的干扰气体，并通过高纯氮气对所述干扰气体进行稀释后，对进入待评价光声光谱仪中的气体进行测量，记录待测气体的实际测量浓度数据组a4；其中，所述第二预设浓度为所述第一预设浓度的10-100倍；根据所述数据组a4得到第二预设浓度的干扰气体对第一预设浓度的待测气体的干扰影响程度。 9.根据权利要求8所述的性能评价方法，其特征在于，所述待测气体为CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4和C2H2的混合气。 10.根据权利要求9所述的性能评价方法，其特征在于，所述干扰气体为CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4和C2H2中的一种或多种。 11.根据权利要求4所述的性能评价方法，其特征在于，还包括：在盐溶液盛放容器中先后放入不同的盐溶液，使得高纯氮气输送系统输送的高纯氮气分别流经所述不同浓度的盐溶液后，进入气体混合室中与待测气体混合，通过待评价光声光谱仪对所述待测气体进行多次循环测量，记录待测气体的实际测量浓度数据组a5；将所述数据组a5减去待测气体对应的标准气体的已知浓度后取绝对值，取其中最大值表征该光声光谱仪器耐受湿度干扰的能力。
所属类别：	发明专利