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原文传递一种气体光谱分析仪

专利名称：	一种气体光谱分析仪
摘要：	本发明公开了一种气体光谱分析仪，包括紫外光源、透镜组、紫外多次反射池、自动校准池、紫外光纤、光纤光谱仪和传输控制单元；所述紫外光源、透镜组、紫外反射池以及自动校准池构成独特的紫外光谱探测结构；所述紫外光源依次经过透镜组、紫外多次反射池、自动校准池、紫外光纤和光纤光谱仪的扩束、多次反射、校准、传输和光纤光谱分析，得到气体光谱分析结果；所述的传输控住单元与光纤光谱仪通信，实现气体数据采集，分析，处理和上传。本发明使用小型紫外多次反射池极大的拓展了测量光程，实现了在保证测量结果高精度条件下的设备小型化，同时实现了光程范围内的线式测量，使得测量结果更具代表性，更可靠；采用多组份DOAS滤波算法，解决紫外波段环境及多组份交叉干扰问题，提高监测精度和准确度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京云创大数据科技股份有限公司
发明人：	刘鹏;张真;谭崇刚;钱月康
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910941394.3
公开号：	CN110632013A
代理机构：	南京钟山专利代理有限公司
代理人：	梁涛
分类号：	G01N21/33(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210014 江苏省南京市秦淮区永智路6号南京白下高新技术产业园区四号楼A栋9层
主权项：	1.一种气体光谱分析仪，其特征在于：包括紫外光源(1)、透镜组(2)、小型紫外多次反射池(3)、自动校准池(4)、紫外光纤(5)、光纤光谱仪(6)和传输控制单元(7)；所述紫外光源(1)、透镜组(2)、小型紫外多次反射池(3)和自动校准池(4)构成紫外光谱探测结构；所述紫外光源(1)依次经过透镜组(2)、小型紫外多次反射池(3)、自动校准池(4)、紫外光纤(5)和光纤光谱仪(6)；所述紫外光源(1)依次经过透镜组(2)、小型紫外多次反射池(3)、自动校准池(4)、紫外光纤(5)和光纤光谱仪(6)的扩束、多次反射、校准、传输和光纤光谱分析，得到气体光谱分析结果；所述的传输控住单元(7)与光纤光谱仪(6)通信，实现气体数据采集，分析，处理和上传。 2.根据权利要求1所述的一种气体光谱分析仪，其特征在于：所述紫外光源(1)为氘灯，光谱范围覆盖180～400nm的紫外光谱，发光面直径大小为Ф1mm，所述氘灯具有多翅状铝合金外壳。 3.根据权利要求1所述的一种气体光谱分析仪，其特征在于：所述的透镜组(2)为准直透镜组，设有光束扩束器来改善其发散角；所述所述的透镜组(2)采用伽利略望远镜倒置的结构型式，前组透镜由一块短焦距正透镜构成，将氘灯的发散光束先进行初步准直，并保证一定的物方孔径角，尽可能多的接收光能量，后组透镜采用正负透镜组合形成的正透镜组用来矫正球差；通过控制三块透镜的彼此间距以及各自镜片的厚度，使得氘灯光束被较好的准直，其发散角控制在1°左右。所述透镜均采用石英玻璃，并且均镀180～400nm的紫外增透膜。 4.根据权利要求1所述的一种气体光谱分析仪，其特征在于：所述紫外多次反射池(3)由曲率半径相同的凹球面反射镜A、B和C共轭放置，反射镜A为主镜，反射镜B和C为副镜，反射镜B和C并排放置；反射镜A、B和C的基片选用K9玻璃，镀增强铝膜，对紫外190～310nm波段反射率大于90％；所述紫外多次反射池采用Whtie型，怀特池内气体吸收光程由公式计算： La＝n×L＝2(N+1)×L 其中，N为主镜上光斑的个数，L为怀特池的腔长；所述怀特池的腔长为600mm，来回反射20次，整个气体吸收光程为12m。 5.根据权利要求1所述的一种气体光谱分析仪，其特征在于：所述的自动校准池(4)采用非球面单透镜为物镜，所述非球面透镜具体参数为：通光孔径Ф24mm，中心厚度5.75mm，焦距50mm，偏心率e2＝-0.59，材料为JGS1，镀180～400nm紫外增透膜。 6.根据权利要求1所述的一种气体光谱分析仪，其特征在于：所述紫外光纤(6)紫外吸收率低于10％。 7.根据权利要求1所述的一种气体光谱分析仪，其特征在于：所述光纤光谱仪(6)采用对称式Czerny-Turner光学结构，用两个凹面反射镜取代Fastie-Ebert装置中所使用的单个反射镜；所述光纤光谱仪(6)波长范围在185-340nm，使用2048单元线阵紫外敏感型硅CCD和1800线闪耀光栅，狭缝宽度50微米，波长分辨率优于0.5nm。 8.根据权利要求1所述的一种气体光谱分析仪，其特征在于：所述传输控制单元(7)采用DSP系列单片机作为控制核心，采用RS232/RS485标准通信接口，具有无线通讯模块。 9.根据权利要求1所述的一种气体光谱分析仪，其特征在于：所述气体光谱分析仪采用多组份DOAS滤波算法，所述多组份DOAS滤波算法是二项式系数滤波、多项式拟合滤波以及Savitzky-Golay滤波的结合。
所属类别：	发明专利