[发明专利]一种适用于光腔结构的气体加热装置

说明书

一种适用于光腔结构的气体加热装置，通过所述气体加热装置可以将待加热气体先加热成已加热的气体后再灌入所述光腔结构，所述光腔结构可以通过直接测量大气分子的光吸收来测定大气分子的浓度，从而可以有效、便捷地检测出那些虽然自身对340nm‑800nm的紫外可见光不具备强吸收，但可被加热热解转化为对光有较强吸收的那类大气分子(如N₂O₅被热解生成对660nm附近可见光有强吸收的NO₃)的浓度。此外，光线在所述光腔结构的两面高反射镜之间来回反射，可以显著增加吸收光程，从而可以显著增加大气分子的吸收，从而可以有效地检测超低浓度的大气分子浓度。

技术领域

本申请涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种适用于光腔结构的气体加热装置。

背景技术

伴随着社会、经济的不断发展，大气污染在世界大部分地区，尤其是在发展中国家地区越来越引起人们的重视。为了检测大气污染的严重程度，通常需要利用检测仪器对大气分子(如NO₂、HCHO、CHOCHO、N₂O₅、NO₃、HONO等)的浓度进行检测。在实践中发现，某一些大气分子在进行浓度检测之前，通常需要先对其进行加热，以将其分解为对340-800nm光线有显著吸收的分子。例如，在对N₂O₅进行浓度检测之前，需要先将N₂O₅热解为NO₃，后者在660nm波长附近有强吸收，适于监测。然而，现有的检测仪器通常无法对大气分子进行加热，从而难以有效地检测出需要被加热的大气分子(如N₂O₅)的浓度；此外，现有的检测仪器对于超低浓度的大气分子的检测效果不理想。

发明内容

本申请实施例公开的一种适用于光腔结构的气体加热装置，能够对大气分子进行加热，从而可以有效、便捷地检测出需要被加热的大气分子(如N₂O₅)的浓度，而且能够有效地检测超低浓度的大气分子浓度。

本申请实施例第一方面公开一种适用于光腔结构的气体加热装置，所述光腔结构包括：腔体管，所述腔体管的左端设有第一高反射镜，所述腔体管的右端设有第二高反射镜；所述第一高反射镜的镜面和所述第二高反射镜的镜面实现准直；所述第一高反射镜的外侧设有第一凸透镜，所述第二高反射镜的外侧设有第二凸透镜；第一光纤的第一端用于连接光源的发射口，所述第一光纤的第二端被放置在所述第一凸透镜的外侧焦点上；第二光纤的第一端用于连接光谱仪，所述第二光纤的第二端被放置在所述第二凸透镜的外侧焦点上；在所述腔体管内充满含有待定浓度的大气分子的气体时，所述第一凸透镜对所述第一光纤导出的光线准直后射入所述腔体管，以使光线在两面高反射镜之间来回反射多次后离开所述腔体管并经由所述第二凸透镜聚焦到所述第二光纤上，再经由所述第二光纤导入所述光谱仪；

所述气体加热装置，包括管道连接件以及固定在所述管道连接件上的加热管，所述加热管的一端用于输入待加热气体，所述加热管的另一端用于将已加热的气体灌入所述腔体管；所述加热管包括金属管，所述金属管内嵌有聚四氟乙烯管，所述金属管上缠绕加热电阻丝，并且所述金属管外壁贴有铂电阻，所述铂电阻用于记录管壁温度并为加热电源的功率控制器提供反馈信号；所述金属管外包裹有覆盖所述金属管外壁、所述加热电阻丝以及所述铂电阻的绝热材料。

基于本申请实施例第一方面，在本申请实施例第一方面的第一种实施方式中，所述光腔结构还包括：

第一光学运动座，所述第一光学运动座设置在所述腔体管的左端，并且所述第一高反射镜固定在所述第一光学运动座上；

所述第一光学运动座上设有用于调节所述第一高反射镜的倾斜角度，以使所述第一高反射镜的镜面与所述第二高反射镜的镜面实现准直的调节螺丝。

基于本申请实施例第一方面的第一种实施方式，在本申请实施例第一方面的第二种实施方式中，所述光腔结构还包括：