CN102012357B

CN102012357B - 可变光程的旁路浓度校准***

Info

Publication number: CN102012357B
Application number: CN 200910195224
Authority: CN
Inventors: 周斌
Original assignee: Fudan University
Current assignee: Fudan University
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2029-09-07
Also published as: CN102012357A

Abstract

本发明属环境光学测量技术领域，涉及一种可变光程的旁路浓度校准***，包括主发射和接收光路单元，其间设一块具有通光孔的隔板。本发明引入旁路光学***，增加了光路空间，进行浓度校准时，可更换不同长度的样品池，得到不同长度的光程，即使使用一种浓度的标准气体，由于样品池的长度不同，也能得到不同的等效浓度，实现多浓度校准。本发明具有能够改变样品池长度实现改变光程的功能，同时校准光路独立于测量光路，仪器校准操作时，不影响对主光路的精度，提高了仪器的可操作性和灵活性，使用一种浓度的标准气体即可得到多种等效浓度，能节约仪器的运行成本。

Description

可变光程的旁路浓度校准***

技术领域

本发明属于环境光学测量技术领域，具体涉及一种可变光程的旁路浓度校准***，用于对长程差分光学***进行不同等效浓度的校准。

背景技术

长程差分吸收光谱气体污染监测装置是一种主要的大气环境监测仪器，其测量原理是利用气体对光辐射的紫外—可见吸收，仪器的主要结构是一发射和接收一体的望远镜***、分光***和数据处理***，仪器工作是根据要求要定期进行浓度校准，校准方法是让一定浓度的标准气体通过仪器的校准样品池对仪器进行标定。目前所使用的仪器，其校准***都是在主光路上放置一个固定长度的样品池，由于主光路调节时要求精度较高，因此，一旦***调试安装完毕，就不会再改动光路，也就是说，浓度校准的光程无法改变，如果要对不同浓度进行校准，必须使用不同浓度的标准气体。进行浓度校准时，需要更换不同浓度的气体，一方面增加了工作量，另一方面增加了仪器运行成本。现有技术的浓度校准***存在下述不足：增加了仪器的调试难度和维护成本，同时对使用人员也具有较高的技术要求。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中的不足处而提供较为便利和低成本的可变光程旁路浓度校准***。

本发明公开了一种可变光程的旁路浓度校准***，包括主发射和接收光路单元1，其包括光源11、平面反射镜12、球面反射镜14和与其相邻的旁路浓度校准***2，其包括平面反射镜21、紫外石英凸透镜22、光学遮挡板23、45°斜面的圆柱反射棱镜24、样品池26，以及一块具有通光孔的隔板3，其包括开孔31和32。

本发明的关键是引入了旁路光学***，增加了光路空间，因此进行浓度校准时，可以更换不同长度的样品池，从而得到不同长度的光程，即使使用一种浓度的标准气体，由于样品池的长度不同，也能够得到不同的等效浓度，实现多浓度校准。

本发明可变光程的旁路浓度校准***具有能够改变样品池长度从而实现改变光程的功能，同时校准光路独立于测量光路，在对仪器进行校准操作时，对主光路的精度不会产生影响，提高了仪器的可操作性和灵活性，由于使用一种浓度的标准气体即可得到多种等效浓度，因此能节约仪器的运行成本。

具体而言，本发明可变光程的旁路浓度校准***的主要特点是在主光路旁设计了一个旁路，将主光路中的次镜设计成与主光轴成45度，将光引入到旁路测量光路中，经过样品池到达光路接收***。仪器正常测量时，样品池中充满清洁空气或氮气。

本发明的另一个特点是从主光路引入另一校准光束进入旁路***，并设置一个可以转动的光学遮挡板，***需要进行浓度校准时，将光学遮挡板转动90度，挡住测量光路，而让校准光束通过样品池，向样品池通入标准浓度气体即可进行浓度校准，如果需要变换校准浓度，只需更换不同长度的样品池，从而实现光程的改变。为了方便更换样品池，样品池的进气口和出气口均使用便捷接口。因此，本发明浓度校准装置只需使用一种标准浓度气体，即可进行不同等效浓度的校准。

本可变光程的旁路浓度校准***的旁路校准光路相对独立于主测量光路，因此在进行浓度校准和更换样品池时，对主光路不会产生任何影响，降低了仪器的维护工作量。

本发明的可变光程的旁路浓度校准***优点有：

工作独立性较高，相对于现有技术的仪器，本发明引入了旁路光学***，增加了仪器的光路空间，因此可以将以前固定的样品池设计成为长度可变的样品池，实现改变光程的目的。本发明操作方便，只需一种浓度的标准气体即可实现不同等效浓度的校准，提高了标准气体的利用率，降低了仪器的使用成本。而以前的仪器，由于光路空间有限，以及对光路稳定性的要求，进行浓度校准时不能更换不同长度的样品池。

附图说明

图1是本发明的一种基本结构示意图，

其中，l是主发射和接收光路单元1，2是与其相邻的旁路浓度校准***，3是隔板，将1和2分开，避免它们相互干扰；

图中虚线是光路；

11是光源，12是与主光轴成45度角的平面反射镜，13虚线是主光路，14是球面反射镜；21是平面反射镜，22是紫外石英凸透镜，23是光学遮挡板，24是45度斜面的圆柱反射棱镜，25是样品池样气进口，26是样品池，27是样品池样气出口；31和32是隔板3上面的开孔。

为了便于理解，以下将通过具体的附图和实施例对本发明的进行详细地描述。需要特别指出的是，具体实例和附图仅是为了说明，显然本领域的普通技术人员可以根据本文说明，在本发明的范围内对本发明做出各种各样的修正和改变，这些修正和改变也纳入本发明的范围内。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明的工作方式进行进一步的描述。

参见图1，测量仪器的主光路由光源11、反射镜12和球面镜14组成；旁路浓度校准装置由反射镜21，24、石英凸透镜22、光学遮挡板23、样品池26等组成。

测量仪器正常工作时，其测量光线通过隔板3上的开孔32进入旁路***，这时旁路***中的光学遮挡板23处于垂直位置，光线经过反射镜24反射后，穿越样品池26进入光路接收***，进行正常测量时，样品池中是干净空气或氮气。

需要进行浓度校准时，光学遮挡板23顺时针转动90度，处于水平位置，挡住经过开孔32进入的光，这时，光源11发出的光直接经过隔板3上的开孔31进入旁路***，经过反射镜21反射，石英凸透镜22汇聚，穿越反射镜24的中心孔后进入样品池，最后到达光路接收***，校准时，样品池中通入标准浓度气体。当需要进行不同等效浓度的校准时，只需更换不同长度的样品池，无需改变标准气体的浓度即可实现，节约了标准气体的使用量。

Claims

1.一种可变光程的旁路浓度校准***，其特征在于，包括由光源（11）、平面反射镜一（12）、球面反射镜（14）构成的主发射和接收光路单元（1）和相邻由平面反射镜二（21）、紫外石英凸透镜（22）、光学遮挡板（23）、45°斜面的圆柱反射棱镜（24）、样品池样气进口（25），样品池（26），样品池样气出口（27）构成的旁路浓度校准***（2），以及隔板（3），隔板开孔一（31）和隔板开孔二（32）；所述的主发射和接收光路单元（1）和相邻的旁路浓度校准***（2），他们之间由一块具有通光孔的隔板（3）分开；由光源（11）、球面反射镜（14）和平面反射镜一（12）组成的主发射和接收光路单元（1）将经过大气污染气体吸收的紫外－可见光经过隔板开孔二（32）反射到相邻的旁路浓度校准***中的45°斜面的圆柱反射棱镜（24），进行浓度校准时，光学遮挡板（23）转动至水平位置，光源（11）发出的光通过隔板开孔一（31），经平面反射镜二（21），紫外石英汇聚凸透镜（22），45°斜面的圆柱反射棱镜（24）、样品池（26）后进入测量***。

2.根据权利要求1所述的可变光程的旁路浓度校准***，其特征在于，光源（11）发出的光从侧面进入旁路浓度校准***。

3.根据权利要求1所述的可变光程的旁路浓度校准***，其特征在于，45度斜面的圆柱反射棱镜（24）是中心开孔，可将从平面反射镜一（12）反射的垂直入射光反射90°，同时让从平面反射镜二（21）反射过来的水平光穿过。

4.根据权利要求1所述的可变光程的旁路浓度校准***，其特征在于，可根据需要更换不同长度的样品池（26），实现可变光程的浓度校准。

5.根据权利要求1所述的可变光程的旁路浓度校准***，其特征在于，浓度标定装置在光路的侧面，更换不同要求的样品池（26）时，不影响测量主发射和接受光路单元（1）的主光路。

6.据权利要求1所述的可变光程的旁路浓度校准***，其特征在于，光学遮挡板（23）可以进行90°转动。