[发明专利]一种气体分析仪及气体分析方法

说明书

本发明提出一种气体分析仪及气体分析方法，属气体分析领域，优势是采用微流隔半气室技术，实现对被测气体的测量。主要特点是：在一个腔体内设置一路参考气室、一路测量气室，及采用前后流动的微流红外气体检测装置，克服了现有技术采用单气室造成的漂移大、测量稳定性差，及采用独立双气室工艺结构复杂等问题；另外，微流红外气体检测装置设置了调水装置，通过发现气态水与被测气体吸收谱的重叠现象，利用气态水、被测气体对红外光的吸收谱宽窄差异，调节调水阀，改变微流红外气体检测装置前后气室、调水缓冲气室内气体膨胀后的变化，使得检测到的红外光谱处于被测气体的吸收谱内，同时远离气态水的吸收谱，克服了水分干扰的问题。

技术领域

本发明属于气体分析领域，尤其涉及一种气体分析仪及气体分析方法。

背景技术

随着环境污染日益严重，全世界在加强对污染物监测及分析，现有技术提出利用非分光红外散射法(NDIR)原理对被测气体进行测量和监控，具体的根据朗博-比尔定律，分析烟气中SO2、NO、CO2、CO等成分对红外光具有的吸收特性，确定被测气体的成分浓度。随着环保法律法规的更加严厉，对于SO2.NO，CO的测量都逐步要求采用超低量程。对于0-100mg/m3的超低量程，要达到长时间漂移2.5％FS的要求，目前国内还缺少可以满足这种要求的NDIR红外气体分析仪器。以往国际上采用单光束气动红外气体传感器(micro-flow微流NDIR或者Luft微音器NDIR)的烟气分析仪，例如Siemens的U23以及FUJI的ZRJ系列，也逐步不能够满足超低量程0-100mg/m3的环保监测要求。

国际上在CEMS监测仪器领域已经有比较成熟的经验，SIEMENS，FUJI和ABB等都提出了新型的采用双光束气动红外传感器的烟气分析仪。例如在专利文献US20130043391A1中SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT提出的“Non-dispersive infrared(NDIR)dual tracegas analyzer and method for determining a concentration of a measurement gascomponent in a gas mixture by the gas analyzer”：气室为叉形双管双气室结构，体积大，不利于仪器的小型化，工艺结构复杂，造价昂贵；传感器采用双层光气动结构(微流传感器)，被测气流相对于光源发射方向左右流动，不能防止水分对被测气体的干扰；另外，红外光源采用了分束器，导致红外光反射会造成信号损失，测量不准确。在专利文献EP0093939A1中，FUJI ELECTRIC CO.LTD提出的“Non-dispersive infrared gasanalyzer”：气室为单气室，无参考，传感器采用双层光气动结构(微流传感器)，被测气流相对于光源发射方向前后流动，容易受外部环境因素的影响(光源、温度等因素)，漂移大、稳定性差。在专利文献EP2551662A1中,ABB TECHNOLOGY AG提出的“Optical gas analysisdevice with resources to improve the selectivity of gas mixture analyses”：采用隔半气室，缺陷是采用光气动传感器(微音传感器)，被测气流相对于光源发射方向左右流动，无法避免水分对测试的干扰。

发明内容

为解决现有技术缺陷，本发明提出一种气体分析仪及气体分析方法，采用隔半气室技术，结合可抗水干扰的前后流动微流红外气体检测装置，实现对被测气体成分浓度分析，测试准确、稳定，可满足低量程测试需求。

本发明一方面提出一种气体分析仪，包括：

至少一腔体，沿腔体的中心轴线设置隔板，将腔体分为参考气室和测量气室；

光源模块：设置于腔体的一端；

微流红外气体检测装置，用于检测光源模块发射并经过腔体的光强，设置于腔体的另一端。

优选的，隔板与腔体的长度相同，隔板将腔体分隔成大小与形状相同的参考气室和测量气室。