CN101308088A - 一种测量化肥挥发性气体的***和方法 - Google Patents

一种测量化肥挥发性气体的***和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种测量化肥挥发气体的***和方法。化肥放置于一个密闭的箱子里，通过气管和真空泵相连，真空泵的另一端通过气管和傅里叶变换红外光谱仪的多次反射池相连。通过计算机控制真空泵抽取密闭箱子内的化肥挥发气体到多次反射池内，通过傅里叶变换红外光谱仪测量各种气体的红外光谱，通过计算机对测量气体进行定量和定性分析。傅里叶变换红外光谱仪的出现提高了气体定量和定性测量的精确度，实现了对挥发气体的非破坏和多组分测量，为化肥挥发出的气体提供了一种测量手段。此***结构简单，方便，实现了对化肥挥发出气体的实时和多组分测量，同时也促进了傅里叶变换红外光谱仪在大气环境检测方面的快速发展。

Description

一种测量化肥挥发性气体的***和方法
技术领域
本发明涉及环境检测技术与分析及光学技术领域，具体的说是一种测量化肥挥发性气体的***。
背景技术
傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪由于高灵敏度和分辨率，以及可进行实时的多组分同时探测等独特的优势，在环境、化学、材料等方面都有广泛的应用，近年来尤其在大气污染的定性定量监测方面。
目前我国已经成为世界上最大的化肥生产国和消费国。不容忽视的是，我国肥料利用率非常低，使用的常规化肥的肥效只有30％左右，造成的能源浪费和环境污染问题已经引起了全世界的关注。化肥的利用率和氨挥发有直接关系，挥发越高，利用率越低。国内氨挥发研究主要使用静态闭路箱法、半开放法、间歇通气法及质量平衡法，他们的缺点是不能直接对气体进行测量[1，2]。傅里叶变换红外光谱仪的高精度、多波段、非破坏样品等优点，使它在环境方面的应用日益广泛。本发明利用抽气式傅里叶变换红外光谱仪设计了一种测量化肥挥发性气体的***。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种测量化肥挥发性气体的***和方法，该发明实现了对挥发气体的非破坏、多组分测量，提高了测量结果的精度和效率。
本发明的技术方案：
一种测量化肥挥发性气体的***，包括密闭箱、真空泵、多次反射池、气管、傅里叶变换红外光谱仪、计算机，其特征在于：密闭箱内用于放置化肥，真空泵进气端通过气管和密闭箱相连，出气端和多次反射池进气口相连，多次反射池出气口和密闭箱通过气管相连，形成一个气体循环管路；多次反射池的入光口处安装有傅里叶变换红外光谱仪的红外光源，多次反射池的出光口处安装有傅里叶变换红外光谱仪的探测器，计算机控制真空泵和傅里叶变换红外光谱仪。
所述的一种测量化肥挥发性气体的***，其特征在于所述的真空泵进气端连接的气管位于密闭箱内的进气端安装有过滤漏斗，真空泵的出气端与多次反射池进气口之间的气管中设有滤膜。
一种测量化肥挥发性气体的方法，其特征在于：将化肥放置于密闭箱内，密闭箱与多次反射池之间建立气体循环管路，通过气泵将密闭箱内化肥挥发后的气体打入多次反射池，从多次反射池出来的气体再回到密闭箱内，傅里叶变换红外光谱仪的红外光源发出的光束从多次反射池的入光口进入多次反射池，经过多次反射后，从多次反射池的出光口出射进入傅里叶变换红外光谱仪的探测器，通过傅里叶变换红外光谱仪测量多次反射池内气体的红外吸收光谱，通过计算机对红外吸收光谱进行定量和定性分析。
所述的测量化肥挥发性气体的方法，其特征在于：气泵抽吸密闭箱内化肥挥发后的气体经过过滤漏斗、滤膜过滤后再打入多次反射池。
所述的测量化肥挥发性气体的方法，其特征在于：在傅里叶变换红外光谱仪测量过程中，保持多次反射池内气体稳定。
本发明与现有技术相比的优点如下：
1、利用光学方法直接测量化肥挥发出的气体，测量方法简单。
2、可以同时检测NO2、NH3、N2O等多组分气体。
3、测量精度高，16米光程，对NO2测量误差在88ppb，对NH3测量误差在80ppb
附图说明
图1是本发明的原理图。
具体实施方式
如图1所示，放置有化肥的用密闭箱(1)密封，保证挥发的气体不外泄。真空泵(3)一端和密闭箱内的出气管相连，出气管段连有漏斗，为了更大面积接触气体，真空泵(3)的另一端通过滤膜和多次反射池(4)的进气口相连，滤膜滤除掉气体中的灰尘等成分，以防污染多次反射池内的反射镜。从多次反射池(4)内出来的气体又进入密闭箱(1)内。整个过程中都采用了密封***，这样就不会影响测量化肥挥发气体的浓度。计算机(8)通过控制线(6)对真空泵(3)进行控制，来定时抽取气体。多次反射池的入光口处安装有傅里叶变换红外光谱仪的红外光源，多次反射池的出光口处安装有傅里叶变换红外光谱仪的探测器，红外光源发出的光在充满待测气体的多次反射池内多次反射后，出射到探测器。计算机(8)和傅里叶变换红外光谱仪(5)通过网线(7)相连。测量多次反射池内气体的吸收光谱，对测量气体进行定量和定性分析。样品池体积是8L，因此选取真空泵抽取气体时间是2分钟，流速是32L/min，平衡1分钟，保证多次反射池内气体稳定。测量次数是16次，测量光谱时间是3分钟。

Claims (5)

1、一种测量化肥挥发性气体的***，包括密闭箱、真空泵、多次反射池、气管、傅里叶变换红外光谱仪、计算机，其特征在于：密闭箱内用于放置化肥，真空泵进气端通过气管和密闭箱相连，出气端和多次反射池进气口相连，多次反射池出气口和密闭箱通过气管相连，形成一个气体循环管路；多次反射池的入光口处安装有傅里叶变换红外光谱仪的红外光源，多次反射池的出光口处安装有傅里叶变换红外光谱仪的探测器，计算机控制真空泵和傅里叶变换红外光谱仪。
2、根据权利要求1所述的一种测量化肥挥发性气体的***，其特征在于所述的真空泵进气端连接的气管位于密闭箱内的进气端安装有过滤漏斗，真空泵的出气端与多次反射池进气口之间的气管中设有滤膜。
3、一种测量化肥挥发性气体的方法，其特征在于：将化肥放置于密闭箱内，密闭箱与多次反射池之间建立气体循环管路，通过气泵将密闭箱内化肥挥发后的气体打入多次反射池，从多次反射池出来的气体再回到密闭箱内，傅里叶变换红外光谱仪的红外光源发出的光束从多次反射池的入光口进入多次反射池，经过多次反射后，从多次反射池的出光口出射进入傅里叶变换红外光谱仪的探测器，通过傅里叶变换红外光谱仪测量多次反射池内气体的红外吸收光谱，通过计算机对红外吸收光谱进行定量和定性分析。
4、根据权利要求3所述的测量化肥挥发性气体的方法，其特征在于：气泵抽吸密闭箱内化肥挥发后的气体经过过滤漏斗、滤膜过滤后再打入多次反射池。
5、根据权利要求3所述的测量化肥挥发性气体的方法，其特征在于：在傅里叶变换红外光谱仪测量过程中，保持多次反射池内气体稳定。
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