[发明专利]一种多组分气体分析仪

说明书

本发明公开了一种多组分气体分析仪，包括太阳跟踪器1、光谱仪2、GPS定位系统4、气象仪器5以及计算机3。本发明以太阳光为光源，并通过太阳跟踪仪跟踪太阳的高度和方位，保证始终有光源传输到光谱仪中，实现对污染区域内的多组分气体实时、快速的测量及分析。本发明提供的多组分气体分析仪具有结构轻便、造价相对低廉、便于移动的优点，同时，可以进行多组分、低浓度和远距离测量。

技术领域

本发明涉及开放式多组分气体监测设备，具体涉及一种基于麦克尔逊型的多组分气体分析设备。

背景技术

大气多组分污染物及其时空分布连续自动监测是当前我国大气环境监测研究领域亟待解决的问题之一，而发达国家在相关领域已经建立了相当完善的监测技术与方法体系，形成了由地面数据、点源排放、少量常规监测成分，向立体、非点源、多组分连续自动监测技术方向发展的趋势。美国环境保护局(EPA)制定的环境技术鉴定计划(ETV)，该计划旨在通过性能鉴定和信息发布，推动环境科学技术的创新和发展，加快对先进高效的技术进行吸收和利用的速度，达到更好的为环境保护服务的目的。环境光学和光谱学技术是当前重要大气污染指标和污染源排放监测技术的重要发展方向和技术主流。ETV计划制定了针对先进环境监测技术的鉴定测试和质量保证大纲，环境光学监测技术如差分光学吸收光谱技术(DOAS)、调谐半导体激光光谱技术(TDLAS)、开放光路傅里叶变换红外光谱技术(OP-FTIR)、激光技术(LIDAR)等被认证为环境监测的等效方法。确定各种污染源(点、面源)的大气污染排放量是污染控制中不可或缺的一个重要部分。对于点源，如工业烟囱的排放，采用的常规测量系统为连续排放测量系统(CEMS),有插入式的烟道光谱测量方法，或用抽取式的采样稀释光学测量(紫外荧光法、化学发光法)，但CEMS系统都比较庞大笨重，并且价格昂贵；也有采用电化学方法测量，但其寿命较短，不能实现连续测量，一般应用于定期检测目的。对于多点源、无组织排放源，其所包含的各种污染排放情况复杂且存在较多未知因素，通常是采用污染源调查统计方法来获得排放总量，然而源清单调查耗时费力，特别是我国经济快速发展，变化日新月异，及时更新源数据显得力不从心。

发明内容

本发明提出了一种多组分气体分析仪，以太阳光为光源并基于掩日通量红外光谱法，可以快速的扫描及分析污染区域的多组分气体，实时监测气体泄漏情况，具有结构轻便、造价相对低廉、便于移动测量(如车载，船载，机载)、技术相对简单、信噪比高、可进行多组分、低浓度、远距离测量等优点。

为了达到上述目的，本发明提供一种多组分气体分析仪，包括太阳跟踪器、光谱仪、GPS定位系统、气象仪器以及计算机；

所述的太阳跟踪器用于跟踪太阳位置并将多组分气体选择吸收后的太阳光引入到光谱仪中；

所述的光谱仪用于对引入到其内的太阳光进行光谱分析，得到多组分气体的光谱数据；

所述的GPS定位系统用于提供多组分气体分析仪测量点的位置信息；

所述的气象仪器用于提供测量点的气象参数、风速和风向信息；

所述的计算机分别与所述的光谱仪、GPS定位系统、气象仪器连接，用于接收光谱仪、GPS定位系统以及气象仪器的测量数据，并计算污染区域内的多组分气体的排放通量。

优选地，所述的多组分气体分析仪安装在可移动的检测设备上。

优选地，所述的多组分分析仪获取测量点的气象参数和位置信息，可以补偿环境对气体浓度分析的影响。

优选地，所述的太阳跟踪器包括：光学组件、光电探测器、驱动控制装置和支撑台；

所述的光学组件用于将太阳光分别引入光谱仪和光电探测器；

所述的光电探测器根据探测得到的光强计算得到太阳的位置，并根据太阳位置生成相应的指令发送给驱动控制装置；