本實(shí)用新型屬于光譜檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及一種基于腔減相移光譜技術(shù)的大氣中NO2濃度測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
大氣氮氧化物排放會(huì)造成多種環(huán)境影響和給人體健康帶來危害，主要表現(xiàn)在以下方面：直接造成的污染及其引起的臭氧污染、酸沉降、顆粒物污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化二次污染問題。氮氧化物是生成臭氧的重要物質(zhì)之一，與城市臭氧濃度和光化學(xué)污染緊密相關(guān)。同時(shí)，氮氧化物還是城市細(xì)粒子污染的主要來源，成為我國(guó)大中城市普遍存在較為嚴(yán)重的大氣顆粒物污染、特別是區(qū)域細(xì)粒子污染和灰霾的重要根源。
目前，用于測(cè)量大氣中NO2濃度主要以傳統(tǒng)分析方法為主，傳統(tǒng)的氣體分析方法多采用人工采樣法，即人工在現(xiàn)場(chǎng)裝置上采樣后送到化驗(yàn)室進(jìn)行分析，其局限性有以下幾點(diǎn)：（1）不及時(shí)，采樣現(xiàn)場(chǎng)與測(cè)量分析異地運(yùn)行，運(yùn)送需要大量時(shí)間、采樣、制備樣品又消耗較多時(shí)間，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不是不可靠；（2）不準(zhǔn)確；（3）不可能，某些情況下（如高溫、高壓）是不可能或不允許采樣的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于腔減相移光譜技術(shù)的大氣中NO2濃度測(cè)量裝置。
本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：
本實(shí)用新型包括LED、平凸透鏡、諧振腔、干涉濾光片、光電倍增管、三通氣閥、隔膜泵、LED調(diào)制模塊、鎖相放大器、前置放大器、數(shù)據(jù)處理模塊和過濾器，所述LED與LED調(diào)制模塊連接，所述LED調(diào)制模塊與鎖相放大器連接，所述諧振腔左右兩端分別設(shè)置有入光端和出光端，所述LED上設(shè)置有射光口，所述平凸透鏡設(shè)置在LED的射光口與諧振腔的入光端之間，所述干涉濾光片設(shè)置在諧振腔的出光端與光電倍增管之間，所述光電倍增管與前置放大器連接，所述前置放大器與鎖相放大器連接，所述鎖相放大器與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
進(jìn)一步，在所述諧振腔的入光端與出光端之間連接有三通氣閥和隔膜泵，所述諧振腔兩端設(shè)置有進(jìn)氣口和排氣口，所述進(jìn)氣口設(shè)置在靠近入光口一端，所述排氣口設(shè)置在靠近出光口一端，所述三通氣閥與進(jìn)氣口連接，所述隔膜泵與排氣口連接。
優(yōu)選地，所述LED調(diào)制模塊，其具體包括信號(hào)發(fā)生器和LED驅(qū)動(dòng)器，信號(hào)發(fā)生器提供方波信號(hào)加載在LED驅(qū)動(dòng)器上，LED驅(qū)動(dòng)器輸出加載在LED上。
優(yōu)選地，所述三通氣閥左右兩端分別設(shè)置有N2進(jìn)氣口和大氣進(jìn)氣口。
優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理模塊，其具體包括相移解調(diào)器和處理器。
本實(shí)用新型的有益效果在于：
本實(shí)用新型是一種基于腔減相移光譜技術(shù)的大氣中NO2濃度測(cè)量裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的基于腔減相移光譜技術(shù)的大氣中NO2濃度測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、穩(wěn)定性好，可以非常準(zhǔn)確快速地檢測(cè)出大氣中NO2濃度，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型所述一種基于腔減相移光譜技術(shù)的大氣中NO2濃度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：包括1-LED、2-平凸透鏡、3-諧振腔、4-干涉濾光片、5-光電倍增管、6-三通氣閥、7-隔膜泵、8-LED調(diào)制模塊、9-鎖相放大器、10-前置放大器、11-數(shù)據(jù)處理模塊、12-過濾器、111-射光口、31-入光端、32-出光端、61-N2進(jìn)氣口、62-大氣進(jìn)氣口、81-信號(hào)發(fā)生器、82-LED驅(qū)動(dòng)器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：
如圖1所示，使用該NO2濃度測(cè)量裝置時(shí)，首先打開微型隔膜泵7和三通氣閥6的N2進(jìn)氣口，通入N2清洗諧振腔6內(nèi)殘留的其它氣體。LED1中心波長(zhǎng)為約為430nm，NO2氣體在430nm附近吸收強(qiáng)、沒干擾。LED1經(jīng)LED調(diào)制模塊8驅(qū)動(dòng)發(fā)光，發(fā)光穩(wěn)定后，經(jīng)過平凸透鏡2聚焦耦合入射進(jìn)諧振腔3，經(jīng)過諧振腔3透射出來的光再經(jīng)過干涉濾光片4濾光，透過干涉濾光片4的光被光電倍增管5接收，光電倍增管5將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，轉(zhuǎn)化后的電信號(hào)傳輸至前置放大器10中，前置放大器輸出與鎖相放大器9的輸入接口相連。
同時(shí)，LED調(diào)制模塊8輸出的同步信號(hào)加載在鎖相放大器9上，作為鎖相放大器9的參考信號(hào)。鎖相放大器9將光電倍增管5探測(cè)到信號(hào)和LED調(diào)制模塊8提供的同步信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)出諧振腔充入N2的相移大小，并用數(shù)據(jù)處理模塊11采集相移值。
接著，三通氣閥6打開大氣通氣口關(guān)閉N2進(jìn)氣口，大氣經(jīng)過過濾器12，過濾掉了大氣中氣溶膠粒子，被過濾的大氣進(jìn)入諧振腔３，經(jīng)過上述同樣的過程，在鎖相放大器9中，解調(diào)出諧振腔3充入被過濾的大氣時(shí)，光電倍增管5探測(cè)到信號(hào)與LED調(diào)制模塊8提供的同步信號(hào)的相移大小。最后數(shù)據(jù)處理模塊11處理兩次獲得數(shù)據(jù)，并顯示出當(dāng)前大氣中NO2濃度數(shù)值大小。
本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。