[发明专利]可控性气体浓度检测设备

说明书

本发明公开了可控性气体浓度检测设备，涉及气体检测技术领域。本发明包括：气体采集装置、管状气室、激光发生器、信号探测器、锁相放大器、数据采集卡；气体采集装置包括气体过滤设备、恒流恒压设备；气体过滤设备，用于滤除对被测气体检测信号产生ppb量级或更大信号干扰的微粒；管状气室用于接收稳定流速的取样气体；锁相放大器与数据采集卡连接。本发明气体采集装置内采用气体过滤设备滤除干扰气体与微粒，并通过恒流恒压设备以及恒湿恒温设备对待检测气体处理，显著提高了气体传感器实际应用中的检测下限与精度；通过控制模块对第一信号以及第二信号对比分析后计算出待检测气体的浓度，实现高效高精度检测，提高检测效率。

技术领域

本发明属于气体检测技术领域，特别是涉及一种可控性气体浓度检测设备。

背景技术

为防止中毒或保证健康安全，居住环境中苯与甲醛的浓度规定不得超过100ppb；而对于判断哮喘等呼吸病，呼出气中一氧化氮的浓度的检测下限与精度必须达到1-5ppb。目前能够对这些超低浓度气体检测的技术主要是昂贵的大型实验室分析仪器。而可以用于现场检测的低廉便携式的传感器检测仪表通常只能检测不低于1000ppb或1ppm的高浓度气体。为此，大型仪器小型化与小型仪表精度化已经成为环境与健康安全检测的发展方向。

现有的一种低浓度甲醛检测器通过特殊设计的消除噪音并将信号放大的电路处理电化学传感器对低浓度甲醛仅能产生的微弱信号，达到了50ppb的甲醛检测精度。然而该方法的作用有限。实际使用中，被测气体的温度、压力、流速、湿度以及其它气体均可能产生被测信号中相当于ppb浓度变化的噪音贡献。这些叠加到检测信号上的噪音并不能通过电路加以去除或识别，而将随着被测信号的放大而放大，从而影响最后检测结果的可靠性，而且精度的提高也十分有限。

市面上常用的气体浓度检测装置主要采用单端单光源入射到气体池中，光源的单一性决定了测量其他的种类少，局限性大，在某些研究中采用的是一个光源对应一个气体池的方式解决多光源耦合问题，但随着测量组分的增加，对装置的复杂性以及测量精度的要求更高。

本发明提供一种可控性气体浓度检测设备，气体采集装置采集待测试气体，通过控制模块对第一信号以及第二信号对比分析后计算出待检测气体的浓度，显著提高了气体传感器实际应用中的检测下限与精度；实现高效高精度检测，提高检测效率。

发明内容

本发明的目的在于提供可控性气体浓度检测设备，通过气体采集装置采集待测试气体，通过控制模块对第一信号以及第二信号对比分析后计算出待检测气体的浓度，显著提高了气体传感器实际应用中的检测下限与精度；实现高效高精度检测，提高检测效率。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为可控性气体浓度检测设备，包括：气体采集装置、管状气室、激光发生器、信号探测器、锁相放大器、数据采集卡；

所述气体采集装置包括气体过滤设备、恒流恒压设备；

所述气体过滤设备为树脂纤维滤管，用于滤除对被测气体检测信号产生ppb量级或更大信号干扰的微粒；所述气体过滤设备安装在管状气室的入口；所述气体过滤设备出口位置处安装恒流恒压设备；所述恒流恒压设备包括微量取样泵和恒流控制阀；所述微量取样泵，用于对被检测气体取样获取取样气体；所述恒流控制阀对取样气体的流速和压力进行恒定控制；

所述管状气室用于接收稳定流速的取样气体；所述激光发生器，用于向管状气室内发射不同波长的激光束；所述信号探测器，用于接收管状气室内的激光束；所述信号探测器与锁相放大器连接，用于从激光束信号的获取特定频率的信号并对激光束信号进行去噪；

所述锁相放大器与数据采集卡连接；所述数据采集卡，用于从去噪后的激光束中采集第一电压信号，并将所述第一电压信号传递至所述控制模块；