本发明整体涉及一种能够测量存在于样本中的成分气体的含量的系统和方法。
背景技术:
1、通常理解的是,二氧化氮(no2)是美国国家环境保护局(epa)针对环境空气质量规定的污染气体。epa认证的no2测量方法之一包括化学发光气体测量技术,这是一种间接监测方法,通常过高估算no2浓度。
2、在一些应用中,采用基于比尔定律的直接测量方法来测量长通长度气体池中的样本气体的uv吸收程度(例如,希望长通长度以实现高检测灵敏度)。例如,单通气体池或体积庞大的多通气体池已经用于uv吸收光度计。然而,在不牺牲灵敏度和响应时间的情况下,所使用的气体池不可用于“便携式”气体分析仪。例如,传统气体分析仪通常太大且太重,单个用户在操作分析仪时无法携带。
3、此外,先前的分析仪采用了发散光源,发散光源在气体池内产生大量光散射,从而从水(例如,从气体池的壁)产生显著程度的干扰信号。这些光源也倾向于随时间推移退化,导致寿命短,并且对温度敏感,从而当环境温度波动时,表现出显著的不稳定性。
4、因此,仍然需要比现有分析仪更小的得到改进的气体分析仪的配置,以及提供更精确且稳定的替代方案的分析仪。
技术实现思路
1、本文中相对于例示性、非限制性具体实施来描述用以解决这些和其他需要的系统、方法和产品。各种替代方案、修改和等效物也是可能的。
2、气体分析仪的一个实施方案被描述为包括光源,该光源被配置为产生发散角度小的基本上准直的第一光束;气体池,该气体池包括被构造为将气体引导进入气体池的入口、被构造为去除气体池中的气体的出口、第一透镜、被构造为在气体池内反射该基本上准直的第一光束的多个反射镜,和第二透镜;和检测器,该检测器被配置为响应于基本上准直的第一光束而产生信号。
3、在一些情况下,反射镜中的每个反射镜被构造为重新聚焦反射后的基本上准直的第一光束,并且反射镜中的每个反射镜可包括电介质涂层,该电介质涂层被构造为使基本上准直的第一光束的反射率大于99%。另外,在一些情况下,在检测器处的基本上准直的第一光束的能量级基本上等于由光源产生的基本上准直的第一光束的能量级。
4、此外,在一些具体实施中,基本上准直的第一光束的带宽为约10nm并且峰值有时可为约405nm。在相同或替代形式的具体实施中,基本上准直的第一光束可在气体池中从反射镜反射约20次,其中气体池的通线距离可为约2米。
5、另外,气体分析仪还可包括定位成与光源相邻的参考传感器,其中参考传感器检测来自光源的第二光束,其中光源可在与基本上准直的第一光束相反的方向上产生第二光束。在一些情况下,与第一光束的能量水平相比,第二光束的能量水平较小。
6、气体分析仪也可包括处理系统,该处理系统被配置为使用来自参考传感器的信号来补偿基本上准直的第一光束发生的变化,其中该变化可能因温度波动引起。在此类情况下,气体分析仪可包括热电冷却器,其中处理系统向热电冷却器提供补偿温度波动的指令。在一些情况下,处理系统将温度范围维持在设定温度附近,该设定温度可以是可选择的或可包括约25℃的设定温度。另外,温度范围可以是约0.1开尔文。
7、另外,设定温度可包括气体分析仪外部的环境的环境温度,其中气体分析仪可包括温度传感器,该温度传感器被配置为检测环境温度。
8、在一些实施方案中,光源包括led。第一透镜也可被构造为聚焦第一光束,使得发散角度基本上保持在反射镜中的每个反射镜的反射区域内。第二透镜也可被构造为在检测器的有效区域上产生焦点以最大程度地提高光的集光效率。另外,小发散角度可小于约15度。
9、上述实施方案和具体实施彼此不一定为包含性的或排它性的,并且无论其是否与相同或不同实施方案或具体实施结合呈现,该实施方案和具体实施都能够以不冲突的和其他可能的任何方式进行组合。一个实施方案或具体实施的描述不旨在相对于其他实施方案和/或具体实施而为限制性的。此外,在替代具体实施中,在本说明书中其他地方描述的任何一或多个功能、步骤、操作或技术可与本
技术实现要素:
中描述的任何一或多个功能、步骤、操作或技术组合。因此,上述实施方案和具体实施为说明性的而非限制性的。
1.一种气体分析仪,包括:
2.根据权利要求1所述的气体分析仪,其中:
3.根据权利要求1所述的气体分析仪,其中:
4.根据权利要求1所述的气体分析仪,其中:
5.根据权利要求1所述的气体分析仪,其中:
6.根据权利要求1所述的气体分析仪,其中:
7.根据权利要求1所述的气体分析仪,其中:
8.根据权利要求1所述的气体分析仪,其中:
9.根据权利要求1所述的气体分析仪,还包括:
10.根据权利要求9所述的气体分析仪,其中:
11.根据权利要求10所述的气体分析仪,其中:
12.根据权利要求9所述的气体分析仪,还包括:
13.根据权利要求12所述的气体分析仪,其中:
14.根据权利要求13所述的气体分析仪,还包括:
15.根据权利要求12所述的气体分析仪,其中:
16.根据权利要求15所述的气体分析仪,其中:
17.根据权利要求15所述的气体分析仪,其中:
18.根据权利要求15所述的气体分析仪,其中:
19.根据权利要求15所述的气体分析仪,其中:
20.根据权利要求19所述的气体分析仪,还包括:
21.根据权利要求1所述的气体分析仪,其中:
22.根据权利要求1所述的气体分析仪,其中:
23.根据权利要求1所述的气体分析仪,其中:
24.根据权利要求1所述的气体分析仪,其中: