紫外差分吸收光谱法CEMS气体室结构设计 .pdfVIP

学兔兔 《仪器仪表与分析监测》2013年第2期 紫外差分吸收光谱法CEMS气体室结构设计 The CEMS Gas Chamber Structu re Design Base On U ltraviolet Differential Optical Absorption Spectroscopy 王惠芳 (安徽皖仪科技股份有限公司研发中心，安徽合肥 230088) [摘要] 从紫外差分吸收光谱法气体室的应用性，分析了该气体室的结构特征以及制作工艺性；采 用尺寸链的计算方法确定了准直器组件的结构尺寸；依据实践，计算出筒体零件两端的同轴度上限；对 透镜的维护做了专门设计，分析了气体室测量光程对分析仪器吸光度影响，总结了今后气体室研发的 路径。 [关键词] 差分吸收光谱；吸光度；光纤数值孔径；光斑；光程 [中图分类号] HT702 [文献标识码] B 具体实施是：先分别对不同组分的标准浓度 引言 气体进行标定，确定各组分气体在系统中吸收系 差分光学吸收光谱法是利用光线在大气中传 数K值，再根据总吸光度等于各组分吸光度之和， 输时各种气体分子在不同的波段对其有不同的差 便可实现对烟气中各组分污染气体排放浓度的分 分吸收的特性来反演，利用紫外差分吸收光谱法 析监测。 的CEMS系统已广泛用于工业与生活烟道 SO 、 2 气体室结构 NO 的排放量监测中。气体室是系统检测的核心 部件，它的设计品质及制作精度直接影响到系统 图1为由准直镜座、透镜、密封圈、筒体、接 监测数据的准确性与可靠性，所以对该部件的设 头组装成的单光程气体室，其中准直镜座与透镜 计研究有着重要意义。 是整体组合件，称为光纤准直器，通过螺纹固紧 在气体室筒体上。反射端紫外光穿过光纤，由透 1 原理 镜准直成平行光束穿过简体，再由透镜耦合到接 利用氙灯发出的紫外光汇聚进入光纤，通过 收端的光纤上。L为光程，即检测气体的厚度，D 光纤传输进入气体室。光穿过气体室时经被测气 为平行发射光光斑直径。 体吸收，穿出后由光纤传输进人光谱仪。在光谱 仪内部经过光栅分光，由阵列光电传感器将分光 后的光信号转换为电信号，获得气体的连续吸收 光谱信息源。再根据Beer—L am bert定律，通过 吸光度，推算出被检测气体浓度，即： ／o=Ii e— 式中： 为输入光强；／o为输出光强；c为气 l——准直镜座；2——密封圈；3——接头； 体的浓度；L表示气体的厚度，即光辐射经过吸收 4——筒体；5——光纤 气体的路程，现有的设备为两透镜之间的间距；K 图1 气体室结构剖视图 表示待测吸收系数；LCK为吸光度。 一 】0一 学兔兔