【CN110057778A】一种气体浓度检测装置及方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910190374.7(22)申请日 2019.03.13(71)申请人 武汉信达易通科技有限公司地址 430000 湖北省武汉市东湖高新技术开发区武汉大学科技园武大航域一期A1座6层(72)发明人 程乐顺 (74)专利代理机构 北京华夏正合知识产权代理事务所(普通合伙) 11017代理人 陈晓宁 王雪飞(51)Int.Cl.G01N 21/39(2006.01)G01N 21/01(2006.01)
(54)发明名称一种气体浓度检测装置及方法(57)摘要本发明公开了一种气体浓度检测装置及方法，包括依次循环连接的主控单元、光发射单元、气室单元、光接收单元；所述主控单元包括控制器、数据存储器以及DA/AD转换器；所述光发射单元包括与被检测气体吸收光谱相适应的特定波长的激光器、以及该激光器的驱动电路；所述气室单元包括全反射镜和漫反射镜；所述光接收单元包括光探测器和将所述光探测器输出的微小电压放大的放大电路。本发明使用接收到的多个锯齿波电压信号的平均值并作数字滤波和二次求导后得到的二次谐波数据，作为解算气体浓度值的基础数据，能够克服激光器受外部环境影响产生的轻微波长波动，以及克服不同激光器由于生产工艺造成的中心波长的轻微差异，保证气体
浓度解算的精度和稳定度。
权利要求书2页 说明书4页 附图2页CN 110057778 A2019.07.26
CN 110057778
A1.一种气体浓度检测装置，其特征在于，包括依次循环连接的主控单元、光发射单元、气室单元、光接收单元；所述主控单元包括控制器、数据存储器以及DA/AD转换器；所述光发射单元包括与被检测气体吸收光谱相适应的特定波长的激光器、以及该激光器的驱动电路；所述气室单元包括全反射镜和漫反射镜；所述光接收单元包括光探测器和将所述光探测器输出的微小电压放大的放大电路。2.如权利要求1所述的气体浓度检测装置，其特征在于，还包括与所述主控单元连接的温度和气压检测单元，用于向所述主控单元提供温度和气压信息。3.如权利要求1所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述控制器上电之后延迟一段时间，待所述激光器工作稳定、被测气体均匀分布于气室单元之后，再驱动所述激光器工作和解算气体浓度。4.如权利要求1所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述主控单元以间歇工作方式将锯齿波信号序列，通过所述光发射单元的激光器的驱动电路施加于光发射单元的激光器。5.如权利要求4所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述主控单元在发射一次锯齿波信号序列之后，将控制器进入睡眠模式并保持一段时间，之后再次进入正常模式并发射下一次锯齿波信号序列。6.如权利要求5所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述锯齿波信号序列由前M个短周期锯齿波和后N个长周期锯齿波构成；所述前M个短周期锯齿波用于预热激光器，使间歇式工作的激光器状态稳定；所述后N个长周期锯齿波信号电压经所述激光器的驱动电路转换后产生电流，覆盖激光器正常工作电流的全范围，其产生电流的起点从激光器的阈值电流开始，以一定步长逐渐增加至激光器正常工作电流的上限附近。7.如权利要求5所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述主控单元在发射一次锯齿波信号序列之后，将所述光接收单元收到的M个短周期锯齿波电压信号丢弃，使用后N个长周期锯齿波电压信号的平均值，采用滑动窗口平均的方法做数字滤波，之后的数据再二次求导取出二次谐波，作为解算气体浓度值的基础数据。8.如权利要求1所述的气体浓度检测装置，其特征在于，所述气室单元还包括用于将保证所述激光器的出射光和所述光探测器的入射光在同一水平面和同一垂直方向上的机械结构件；所述激光器的出射光以45度角入射到所述全反射镜，所述全反射镜的出射光以45度角入射到所述漫反射镜。9.一种采用如权利要求1-8中任一项所述的气体浓度检测装置的气体浓度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、主控单元的控制器上电之后延迟一段时间，待光发射单元的激光器工作稳定、被测气体均匀分布于气室单元之后，再驱动所述激光器工作和解算气体浓度；S20、主控单元以间歇工作方式将锯齿波信号序列，通过光发射单元的激光器的驱动电
路施加于光发射单元的激光器；权 利 要 求 书1/2页
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气体纯度检测方法
气体纯度检测方法
气体纯度检测的方法一般主要有分光光度法，气相色谱法，Gas
Chromatography/Mass Spectrometry（GC/MS），Infrared Spectroscop（IR/MS）和Gas
Chromatography/MS（GC/MS）等。具体步骤如下：
1、首先采样分析，将待测气体放大采集，并通过滤波技术确保采样精度。
2、然后对待测样品进行分析实验，采用一种检测技术将待测样品分配到某种介质中，并产生不同的谱图等信号，记录测试数据。
3、根据实验所得的信号，采用独特的电路和电子计算机进行谱图分析，根据不同的介质，可以分析得到不同的产物，从而对组成物种、比例、纯度进行测定。
4、最后用某种统计识别算法进行分析，根据所获得的数据，可以确定气体成分的比例，从而准确进行样品的纯度测定。
气体纯度检测所采用的技术中，GC/MS分析技术是目前最常用的一种，具有高灵敏性、高重现性、高精度和准确性优等特点，广泛用于不同行业的气体纯度检测。GC/MS分析可以分析各种元素及其精细化合物，设定纯度限制，以及定性和定量测定，从而及时发现污染物，准确检测不同气体的纯度及其分析结果的可靠性，为可控的环境监测提供有力的数据支撑。
硫化氢气体检验方法
硫化氢气体检验方法
硫化氢是一种无色有毒气体，常见于工业生产和化学实验中。对硫化氢气体进行检验是非常重要的，以确保工作环境的安全。以下是几种常见的硫化氢气体检验方法：
1. 试纸法：试纸法是最简单的一种检验方法，通常使用硫化铅试纸。将试纸暴露在空气中，如果试纸变黑则表示有硫化氢气体存在。这种方法可以用于初步的检验，但并不精确。
2. 化学方法：硫化氢气体可以通过化学方法进行检验。一种常用的方法是使用硫酸铅溶液，硫化氢气体会和硫酸铅溶液发生反应生成黑色的硫化铅沉淀，从而确认硫化氢气体的存在。
3. 电化学方法：电化学方法是一种比较精确的检验方法，可以使用电化学传感器或电化学检测仪器。这种方法可以快速准确地检测硫化氢气体的浓度，并且可以实时监测气体的变化。
4. 光学方法：光学方法是一种比较先进的检验方法，可以使用光谱仪或红外吸收仪器进行检测。这种方法可以通过检测气体的吸收光谱来确定硫化氢气体的存在和浓度，具有高灵敏度和准确性。
总的来说，硫化氢气体的检验方法有多种，可以根据实际情况选择合适的方法进行检测。在工业生产和化学实验中，及时准确地检测硫化氢气体的存在是确保工作环境安全的重要措施。希望以上介绍的硫化氢气体检验方法对您有所帮助。如果您有任何疑问或需要进一步的信息，请随时与我们联系。我们将竭诚为您提供帮助和支持。
一氧化碳检测方法
一氧化碳检测方法
一氧化碳（CO）是一种无色无味的气体，很难直接感知。因此，有多种方法可以检测和测量一氧化碳的浓度。
1. 烟雾探测器：烟雾探测器常用于检测一氧化碳浓度，特别是室内环境中的CO泄漏。这些探测器通过电化学或光学传感器，检测一氧化碳浓度的增加并发出警报。
2. 电化学传感器：电化学传感器是一种常见的一氧化碳检测方法。这些传感器使用电解池来测量气体的电流变化，从而确定一氧化碳的浓度。这些传感器可以在室内和室外使用，并用于工业和家庭应用。
3. 红外线吸收法：红外线吸收法是一种基于气体对特定波长红外辐射的吸收能力来测量一氧化碳浓度的方法。这种方法被广泛应用于燃气检测器、汽车尾气检测仪和工业过程控制中。
4. 傅里叶变换红外光谱法（FTIR）：FTIR是一种高精度的一氧化碳检测方法，它利用射入样品中的光被吸收产生的谱带信息，通过傅里叶变换分析得到样品中不同分子的含量。
5. 气相色谱法：气相色谱法是一种在一氧化碳浓度分析中常用的方法。该方法通过使用气相色谱仪来分析样品中的一氧化碳分子，从而确定其浓度。
这些方法各有优缺点，并在不同应用场景下使用。在使用任何一种方法进行一氧化碳检测时，都应遵循相关的安全措施和操作规程。
检验气体的方法
检验气体的方法
气体的检验是确保它们符合规定标准的过程。它可以通过以下方法进行：
## 1. 目测检验
目测检验是最基本的检验方法，它通过观察气体的外观和颜色来判断其是否符合标准。这种方法适用于一些简单的气体检验，如判断气体是否存在泡沫和气味。
## 2. 计量检验
计量检验需要使用一些专业的设备来测量气体的物理和化学性质。例如，使用气体检测仪器可以快速地确定气体的成分、浓度和压力等参数。这种方法适用于需要对气体进行详细检测的情况。
## 3. 化学分析
化学分析是一种比较复杂的检验方法，它需要进行实验室分析。通过对气体进行各种实验，可以确定它的成分、含量和其他特征。这种方法适用于对气体进行深入分析的情况。
## 4. 燃烧试验
燃烧试验是确定气体是否易燃或爆炸性的一种方法。通过将气体加热或放入燃烧室中，可以观察其燃烧和爆炸的性质。这种方法适用于需要确定气体的安全性的情况。
以上是一些常见的气体检验方法，它们可以帮助我们确认气体是否符合标准，保证其安全和质量。需要注意的是，不同的气体可能需要不同的检验方法，因此在进行检验前应该了解气体的特性和规定标准。
检测的新技术——气体示踪检测技术
检测的新技术——气体示踪检测技术
随着环境污染日益加剧，人们对空气质量的关注度也日益提高，空气污染对人类健康的危害不容忽视。因此，气体检测技术成为目前环保领域的关键技术之一，多种气体检测器也应运而生，如VOC检测器、PM2.5检测器、CO2检测器等。
然而，传统的气体检测方法存在一些缺点，例如在检测过程中需直接接触被检测物体，对检测精度有一定影响，同时也存在不能准确定位的问题。针对此类问题，近年来，气体示踪检测技术应运而生。它是一种利用气体示踪剂来检测目标物的技术，具有检测精度高、准确定位、无需接触被检测物体等特点，正逐渐成为气体检测的主流技术之一。
那么，气体示踪技术到底是什么呢？它又有哪些优势？
气体示踪技术的基本原理
气体示踪技术是一种基于气体示踪剂的检测方法，它主要包含以下两个部分：
• 气体示踪剂的生成和释放
• 气体检测仪的监测和跟踪
气体示踪剂是一种特定的气体，它可以被释放到被检测的环境中。在释放后的气体示踪剂的存在下，通过检测仪器对环境中示踪剂的浓度等特征进行监测，进而推断出被检测目标物的位置和扩散范围等信息。
具体来说，首先需要选择合适的气体示踪剂。对于不同的被检测物质，选择的气体示踪剂也不同。然后，通过一定的技术手段，将气体示踪剂释放到被检测的环境中。一般而言，气体示踪剂的释放方式有压缩储存、液态喷洒、气态扩散等多种方式。被释放的气体示踪剂会随着被检测环境气体流动而扩散，在环境中形成较高浓度的区域，然后通过气体检测仪器对外界环境进行监测和跟踪，实现对目标物的检测。
气体示踪技术的优势
相对于传统的气体检测技术，气体示踪技术具有以下优势：
1. 检测精度高
气体示踪技术可以在较长的时间和空间尺度内对目标物进行检测，因此可以提高检测的精度和准确性。同时，对于需深入检测的区域，通过对示踪剂释放和检测仪的灵敏度控制，可以实现针对性检测和跟踪。
2. 具有准确的定位能力 传统的气体检测技术需要在被检测的物体上安装检测设备，因此定位精度受到了限制；而利用气体示踪技术进行检测时，只需要在环境内释放气体示踪剂，就可以确定目标物的位置和扩散范围。
气体中的hf检测方法
- 1 - 气体中的hf检测方法
HF是一种极具腐蚀性的气体，常常被用作工业生产中的催化剂、浓度检测剂等。但是由于其毒性和腐蚀性，需要对其进行及时的检测，以保证工作环境的安全。
气体中的HF检测方法一般包括红外吸收法、电化学法、质谱法等。其中，红外吸收法是一种常用的检测方法，其原理是利用HF分子的吸收特性在红外光谱范围内的强吸收带，通过红外光谱仪测量气体中HF的含量。
电化学法则是利用电化学原理，将HF分子在电极表面进行氧化还原反应，通过测量电流或电势变化来确定气体中HF的浓度。
质谱法则是利用质谱仪对气体中的分子进行分析，通过其分子的质谱峰来确定气体中HF的含量。
需要注意的是，不同的检测方法适用于不同的工作环境和检测要求，需要根据实际情况进行选择。另外，在进行HF检测时，需要严格遵守安全操作规程，采取必要的防护措施，以避免安全事故的发生。
检测氢气方法
检测氢气方法
检测氢气的方法有很多种，以下是一些常见的方法：
1. 氢气检测仪：使用氢气检测仪可以快速、准确地检测环境中氢气的浓度。这些仪器通常采用电化学或催化燃烧原理，能够检测到低浓度的氢气。
2. 气相色谱法：这是一种常见的气体分析方法，通过将气体混合物通过一根色谱柱，分离出各个组分，然后使用检测器进行检测。对于氢气，可以使用热导检测器或微型燃料电池检测器进行检测。
3. 红外吸收光谱法：氢气对特定波长的红外线有吸收特性，因此可以使用红外光谱仪检测氢气的浓度。这种方法具有较高的灵敏度和选择性，但需要使用专业的红外光谱仪。
4. 化学试纸或传感器：一些特定的化学试纸或传感器可以与氢气反应，从而检测到氢气的存在。这些试纸或传感器通常与特定的反应剂或指示剂结合使用，以检测氢气的浓度。
5. 火焰检测法：将氢气通过火焰，观察是否产生蓝色火焰。如果产生蓝色火焰，则说明存在氢气。这种方法虽然简单，但不够准确，容易受到其他气体的干扰。
需要注意的是，不同的方法具有不同的优缺点，适用于不同的应用场景。在实际使用中，需要根据具体情况选择合适的方法进行检测。同时，为了保证安全，应注意遵守相关操作规程和安全规范。
气体检测(矿井)方法
气体检测(矿井)方法
气体检测（矿井）方法
简介
矿井的气体检测是保障矿工安全的重要环节。本文将介绍一些常用的气体检测方法及其原理。
火焰光度法
火焰光度法是一种常用的气体检测方法，适用于检测可燃性气体，如甲烷、乙烷等。
原理
该方法基于可燃性气体和火焰之间的相互作用。当可燃性气体浓度超过一定限值时，会发生燃烧并产生火焰，火焰的强度和持续时间与气体浓度成正比。
操作步骤
1. 使用火焰光度仪器进行检测。 2. 将检测仪器靠近疑似泄漏气体的区域，观察火焰的强度和持续时间。
3. 如果火焰出现且持续时间较长，则表明可能存在可燃性气体泄漏。
色谱法
色谱法是一种广泛应用的气体检测方法，适用于检测多种气体成分，如二氧化碳、氧气、氮气等。
原理
该方法基于气体分子在色谱柱中分离的特性。不同气体分子根据其大小和化学性质在色谱柱中会有不同的行程时间，进而被检测和定量。
操作步骤
1. 使用色谱仪进行检测。
2. 将待检测气体置于色谱柱中，利用色谱柱的特性进行分离。
3. 通过检测器检测不同气体分子的行程时间并进行定量分析。
传感器检测 传感器检测是一种实时的气体检测方法，常用于检测有毒气体，如硫化氢、氨气等。
原理
该方法基于传感器对特定气体的敏感性。传感器会将气体浓度转化为电信号，并通过仪器进行解读和显示。
操作步骤
1. 使用传感器仪器进行检测。
2. 将传感器接近气体来源区域，观察仪器显示的气体浓度数值。
3. 如果气体浓度超过安全范围，则需要采取相应措施。
结论
气体检测在矿井中是确保矿工安全的关键环节。通过使用适当的气体检测方法，可以及时发现潜在的安全隐患，保护矿工的生命和财产安全。
氦气检测方法
氦气检测方法
氦气是一种常见的气体，在科研、工业生产以及医疗等领域都有广泛的应用。而如何进行氦气的检测也是非常重要的，本文将介绍几种常见的氦气检测方法。
一种常用的氦气检测方法是氦气质谱法。质谱法是利用氦气的质谱特性来进行检测的。质谱仪可以将氦气分子进行分离，然后通过对分离出的质谱峰进行分析，来确定氦气的含量。这种方法的优点是准确度高，可以检测到极低浓度的氦气，但是设备比较昂贵，操作复杂。
还有一种常见的氦气检测方法是气体检测仪法。这种方法使用气体检测仪来检测氦气的浓度。气体检测仪是一种便携式的仪器，可以实时监测氦气的浓度，并通过显示屏来显示检测结果。这种方法的优点是操作简便，成本较低，适用于现场实时监测，但是准确度相对较低。
还有一种常用的氦气检测方法是泄漏检测法。氦气在气体泄漏检测中有着广泛的应用。当存在气体泄漏时，可以通过向系统中注入氦气，然后使用氦气检漏仪来检测泄漏点。氦气具有低分子量、低黏度和低扩散系数的特点，能够快速扩散到泄漏点，从而实现高灵敏度的泄漏检测。这种方法的优点是对泄漏点的定位准确，但是需要专门的设备进行检测。
还有一种常见的氦气检测方法是气体色谱法。气体色谱法是利用氦气在色谱柱中的分离特性来进行检测的。首先，将待检测的气体样品注入色谱柱中，然后通过控制气体的流速和温度来分离不同成分的气体。最后，通过检测器检测氦气的峰值面积或峰高来确定氦气的含量。这种方法的优点是分离效果好，准确度高，但是设备复杂，操作较为繁琐。
氦气的检测方法有很多种，每种方法都有其适用的场景和优缺点。在实际应用中，我们可以根据具体的需求选择合适的检测方法。无论是质谱法、气体检测仪法、泄漏检测法还是气体色谱法，都能够提供准确的氦气检测结果，为相关工作的进行提供支持。希望本文对大家了解氦气检测方法有所帮助。
气体检测方法
气体检测方法
一、引言
气体检测是一项重要的技术，广泛应用于工业生产、环境监测、安全防护等领域。气体的检测可以帮助我们了解气体浓度、成分及其对人体和环境的影响，从而采取相应的措施保护人们的健康和环境的安全。本文将介绍几种常见的气体检测方法。
二、传感器检测法
传感器检测法是气体检测中最常用的方法之一。传感器可以根据气体的特性，通过测量气体与传感器之间的物理或化学变化来确定气体的存在和浓度。常见的传感器包括电化学传感器、光学传感器、红外传感器等。
（一）电化学传感器
电化学传感器是利用气体与电极之间的电化学反应来检测气体浓度的一种传感器。它通常由电解槽、电极和电路组成。当气体进入电解槽时，与电极发生反应产生电流，通过电路测量电流的大小就可以确定气体的浓度。
（二）光学传感器
光学传感器利用气体对光的吸收、散射或发射特性来检测气体的浓度。常见的光学传感器有红外吸收传感器和激光散射传感器。红外吸收传感器通过测量气体对特定波长红外光的吸收程度来确定气体的浓度。激光散射传感器则是通过测量气体对激光的散射程度来检测气体浓度。
（三）红外传感器
红外传感器是利用气体对红外光的吸收特性来检测气体浓度的一种传感器。它通过测量气体对特定波长红外光的吸收程度来确定气体的存在和浓度。红外传感器广泛应用于工业生产中的有毒气体检测和火焰探测领域。
三、质谱检测法
质谱检测法是一种高精度、灵敏度较高的气体检测方法。它利用质谱仪对气体中的各种气体分子进行分析和鉴定。质谱仪是一种能将气体分子按质量分离的仪器，它通过测量气体分子的质量谱图来确定气体的成分和浓度。
四、化学分析法
化学分析法是一种常见的气体检测方法，它利用化学反应来检测气体的存在和浓度。常见的化学分析法有气相色谱-质谱联用法、气相色谱-火焰离子化检测法等。
（一）气相色谱-质谱联用法
气相色谱-质谱联用法是一种结合了气相色谱和质谱仪的检测方法。气相色谱用于分离气体混合物中的各种成分，质谱仪用于对分离后的气体成分进行鉴定和定量分析。这种方法具有高分辨率、高灵敏度和高选择性的特点。