基于光谱测量的高精度气体成分检测装置及检测方法与流程

1.本发明涉及光谱检测技术领域，具体地说，涉及基于光谱测量的高精度气体成分检测装置及检测方法。


背景技术：

2.光谱检测是根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量。
3.其中，对六氟化硫进行光谱检测时，通常采用光谱检测仪对六氟化硫进行检测，具体由进气管通入六氟化硫至光谱检测仪内进行检测，但是对于六氟化硫（）所存在的气室来说，例如：在电力高压组合电气设备来说如：断路器气室、刀闸气室或者互感器气室（气室内的气压是0.5mpa左右——5个大气压左右），在受到高压场强的作用下使会分解出so2、h2s、co等其他物质，当直接从上述气室内抽取的是局部六氟化硫时，六氟化硫中气体的分解产物不是均匀混合（或者含量极低），采用传统的光红外谱测量法容易产生各组分之间的交叉干扰、尤其是sf6气体的红外波长长，覆盖了so2和h2s气体的部分波长，造成相互干扰测量的准确性差。目前会通过将六氟化硫混合以利于进行检测，但是目前的混合仅是通过搅拌叶长时间旋转进行混合，较为耗费六氟化硫检测时间，且在混合六氟化硫时，六氟化硫的体积与六氟化硫所处的空间体积是不变的，就使得混合六氟化硫效率并不高，影响后续的六氟化硫的检测速率；并且，目前在达到混合六氟化硫的设定时间后，需要人为将混合后的六氟化硫通入光谱检测仪，此种操作方式并不够便捷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供基于光谱测量的高精度气体成分检测装置及检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明目的之一在于提供了基于光谱测量的高精度气体成分检测装置，包括光谱测试仪，所述光谱测试仪上连通有进气管，所述进气管用于供气体进入光谱测试仪，所述进气管上设置有混料管，混料管与进气管形成连通腔室，所述混料管上设置有混气装置，所述混气装置包括驱动件，所述驱动件上设置有叶板，所述叶板的下方设置有压气板，所述驱动件用于驱动叶板和压气板运动，并在压气板逐渐改变连通腔室内气体的体积时，叶板对气体进行混合，所述进气管的内部安装有用于阻断连通腔室内气体的挡板，所述挡板的一侧设置有导气组件，所述导气组件的一端延伸在连通腔室的一侧，当挡板挤压叶板并迫使其打开时，连通腔室内的气体通过挡板与进气管之间进入光谱测试仪内，且挡板运动同步挤压导气组件内的气体，并使其吹动连通腔室内混合的气体通过进气管和挡板排出。
6.作为本技术方案的进一步改进，所述驱动件包括螺杆，所述螺杆与叶板固定连接，且所述压气板与螺杆活动连接，所述压气板与混料管适配连接。
7.作为本技术方案的进一步改进，所述混料管上安装有连接板，所述连接板的一端铰接有内连接臂，所述螺杆的一端活动连接有安装部，所述安装部的一端铰接有外连接臂，所述外连接臂与内连接臂滑动连接。
8.作为本技术方案的进一步改进，所述导气组件包括安装在进气管上的压缩管，所述压缩管的内部连接有压缩杆，所述压缩杆与挡板固定连接。
9.作为本技术方案的进一步改进，所述压缩杆包括杆体和安装在杆体一端的运动塞，所述杆体与挡板固定连接，所述运动塞与压缩管滑动连接。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述压缩管和挡板之间安装有压缩弹簧。
11.作为本技术方案的进一步改进，所述进气管上靠近连通腔室的一侧设置有封闭组件，所述封闭组件包括滑动设置在进气管上的封闭板，所述封闭板通过气缸驱动，所述气缸的一端固定在连接板上。
12.作为本技术方案的进一步改进，所述封闭板的一端开设有凹槽，所述进气管内位于封闭板的正上方设置有卡板，所述卡板用于和封闭板的凹槽卡接。
13.作为本技术方案的进一步改进，所述凹槽内设置有连接弹簧，所述连接弹簧与卡板连接，其中：封闭板的底部与进气管之间设置有复位弹簧。
14.本发明目的之二在于提供一种用于上述的基于光谱测量的高精度气体成分检测装置使用的检测方法，包括如下方法步骤：步骤一：通过进气管的一端与所需要检测的气体连通，进气管的另一端与光谱测试仪连通，气体沿着进气管内进入连通腔室内聚集；步骤二：通过螺杆带动叶板转动，并使压气板在连通腔室内运动，叶板混合气体，压气板压缩气体，将气体进行混合；步骤三：随着螺杆向上运动，在叶板接触挡板时，挡板不再封闭进气管，气体通过挡板和进气管之间进入光谱测试仪内进行含量的检测。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果：1、该基于光谱测量的高精度气体成分检测装置及检测方法中，通过进气管、混料管和挡板形成连通腔室，依靠压气板运动改变连通腔室内气体的体积，并依据叶板旋转将连通腔室内改变后的气体快速混合，解决目前采用的旋转部件无法快速混合气体的问题以及直接将分散的气体通入光谱测试仪造成检测不精确的问题。
16.2、该基于光谱测量的高精度气体成分检测装置及检测方法中，随着叶板运动打开挡板，使挡板和进气管之间形成通路，并依据叶板的运动将压缩管内的气体排出并使其接触连通腔室内的气体，使连通腔室内的气体快速进入光谱测试仪内进行检测，提升气体检测效率。
附图说明
17.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的进气管、混料管以及混气装置结构示意图；图3为本发明的混气装置结构示意图；图4为本发明中图3的a处结构示意图；
图5为本发明的导气组件结构示意图；图6为本发明的封闭组件结构示意图；图7为本发明中图3的b处结构示意图；图8为本发明的抽气组件结构示意图。
18.图中各个标号意义为：1、光谱测试仪；2、进气管；21、混料管；3、混气装置；31、螺杆；311、安装部；312、外连接臂；313、内连接臂；32、叶板；33、压气板；34、挡板；35、导气组件；351、压缩管；352、压缩杆；353、压缩弹簧；36、封闭组件；361、封闭板；3611、连接弹簧；3612、复位弹簧；362、卡板；363、气缸；364、拨向板；37、导向板；371、支撑弹簧；4、抽气组件；41、风机；42、风管。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.实施例1请参阅图1-图5所示，本实施例提供了基于光谱测量的高精度气体成分检测装置，包括光谱测试仪1，光谱测试仪1采用的型号为：gascheck-800型，光谱测试仪1上连通有进气管2，进气管2用于供气体进入光谱测试仪1，进气管2上设置有混料管21，混料管21与进气管2形成连通腔室，混料管21上设置有混气装置3，混气装置3包括驱动件，驱动件上设置有叶板32，叶板32的下方设置有压气板33，驱动件用于驱动叶板32和压气板33运动，并在压气板33逐渐改变连通腔室内气体的体积时，叶板32对气体进行混合，本实施例中，通过进气管2的一端与需要检测的气体连接，如含有此类气体的气室加工车间的气室，进气管2的另一端与光谱测试仪1连接，此时气体通过进气管2进入，并在挡板34的封闭下，气体阻挡在连通腔室内，经驱动件驱动叶板32转动（图3中叶板32随对应的虚线就为叶板32的运动方向），并在压气板33逐渐向上的过程中，在压气板33压缩连通腔室的气体时，叶板32逐渐对压缩后的气体进行搅拌，借此提高气体的混合效率，使进气管2内进入的多种气体被快速混合；紧接着，进气管2的内部安装有用于阻断连通腔室内气体的挡板34，如图3所示，挡板34的一侧设置有导气组件35，导气组件35的一端延伸在连通腔室的一侧，当挡板34挤压叶板32使挡板34打开时，连通腔室内的气体通过挡板34与进气管2之间进入光谱测试仪1内，且挡板34运动同步挤压导气组件35内的气体，并使其吹动连通腔室内混合的气体通过
进气管2和挡板34排出，并在叶板32逐渐向上接触挡板34的表面后，挡板34逐渐倾斜不再密闭进气管2的内部，且挡板34的倾斜运动实时的压动导气组件35内的气流，因导气组件35的一端位于连通腔室的一侧，导气组件35排出的气体（导气组件35内的气体为压气板33压缩连通腔室内的气体）吹动连通腔室内的气体快速通过挡板34和进气管2之间，加快混合后的气体进入光谱测试仪1内的速率；进而解决了目前气室内的气体种类较多，且气体处于分散时，进气管2将分散的气体通入光谱测试仪1内，造成光谱测试仪1对气体检测不够精确的问题，并在导气组件35驱动下，使混合气体快速进入光谱测试仪1内进行检测，提高了光谱测试仪1对气体的检测效率；其中，本实施例光谱测试仪1所检测的为（六氟化硫）气体中微量s、、的含量，具体是通过两个独立的紫外光谱气室检测和s，通过一个独立的红外光谱气室检测以及氢气的，有效防止各个成分之间的交叉干扰，并利用反射镜面的多次反射（反射镜面采用特殊镀金镜面，反射率高达98%以上），以提高检测气体成分的精度。
22.为了对上述的驱动件做出详细的阐述，驱动件包括螺杆31，螺杆31与叶板32固定连接，且压气板33与螺杆31活动连接，压气板33与混料管21适配连接，螺杆31转动带动叶板32旋转，且螺杆31沿着混料管21向上时，压气板33同时压缩连通腔室内气体的体积，就使叶板32快速混合气体，当混合气体进入光谱测试仪1后，利于光谱测试仪1对气体进行精确检测分析。
23.混料管21上安装有连接板，连接板的一端铰接有内连接臂313，螺杆31的一端活动连接有安装部311，活动连接的方式可采用套接或转动连接，安装部311的一端铰接有外连接臂312，外连接臂312与内连接臂313滑动连接，进而，通过螺杆31在转动向上时，内连接臂313逐渐跟随螺杆31的位置变化在外连接臂312上滑动，且外连接臂312和内连接臂313逐渐趋于水平，螺杆31就受到外连接臂312和内连接臂313的横向限制力，以保证螺杆31使用时的稳定性，利于叶板32转动混合气体和压气板33移动压缩气体。
24.为了对导气组件35做出详细的说明，导气组件35包括安装在进气管2上的压缩管351，压缩管351的内部连接有压缩杆352，压缩杆352与挡板34固定连接，压缩杆352就跟随挡板34的运动压缩压缩管351内的气体进入连通腔室，加快连通腔室内混合后的气体由挡板34和进气管2之间通过的速率，利于光谱测试仪1对气体进行快速检测。
25.其中，压缩杆352包括杆体和安装在杆体一端的运动塞，杆体与挡板34固定连接，运动塞与压缩管351滑动连接，使挡板34压动杆体在压缩杆352内运动，并使运动塞压缩压缩管351内的气流排出，气流就吹动连通腔室内混合的气体向进气管2和挡板34之间快速通过，使混合的气体就进入光谱测试仪1内进行检测，以确保光谱测试仪1对气体检测的精确度及速率。
26.其次，压缩管351和挡板34之间安装有压缩弹簧353，压缩弹簧353在受到压力时对压缩杆352产生一个复位力，在初始状态下，挡板34受到压缩弹簧353的压力倾斜定位在连通腔室的一侧，并对连通腔室形成密封，当压缩杆352在移动时就使压缩弹簧353产生弹力，易于压缩杆352复位呈初始状态进行使用。
27.实施例2
请参阅图2、图3以及图6所示，为了加快光谱测试仪1对气体的检测效率，进气管2上靠近连通腔室的一侧设置有封闭组件36，封闭组件36包括滑动设置在进气管2上的封闭板361，封闭板361通过气缸363驱动，气缸363的一端固定在连接板上，当气缸363驱动封闭板361向上时，封闭板361密封在连通腔室的一侧，封闭板361和挡板34完全封闭连通腔室，在压气板33压缩连通腔室内的气体时，部分气体会进入压缩管351内，并在叶板32转动与移动的同时下，加快连通腔室内气体的混合效率，当叶板32接触挡板34并使其打开时，混合的气体就通过进气管2和挡板34之间通过，并依据挡板34的运动将进入压缩管351内的气体压出，压出的气体吹动混合的气体快速通过进气管2和挡板34之间区域，加快光谱测试仪1对气体的检测效率；其中，挡板34是采用铰接的方式与进气管2连接的，挡板34与进气管2之间存在间隙，在压气板33压缩连通腔室内的气体时，少量的气体通过间隙流出，多量的气体依旧在连通腔室内通过叶板32混合，就并不影响后续光谱测试仪1对气体的检测。
28.其中，封闭板361的一端开设有凹槽，进气管2内位于封闭板361的正上方设置有卡板362，卡板362用于和封闭板361的凹槽卡接，就使封闭板361在通过气缸363向上驱动时，封闭板361的凹槽与卡板362卡接，以提高连通腔室的密封性，利于连通腔室内气体的压缩混合，再次的加快检测效率（本图中压缩管351的管道内径可依据实际的需求进行改变，并不局限于图中所示的内径尺寸）。
29.其次，凹槽内设置有连接弹簧3611，连接弹簧3611与卡板362连接，封闭板361的底部与进气管2之间设置有复位弹簧3612，当卡板362挤压连接弹簧3611时，就避免卡板362的底部不接触凹槽内，造成封闭板361会出现晃动的问题；对气缸363驱动封闭板361运动时做出运动限制，使封闭板361与卡板362稳定连接。
30.实施例3请参阅图2和图7所示，为了对初始进入的气体以及导气组件35排出的气体进行适应性引导，增大本方案的实用性进气管2上靠近压缩管351的一端设置有导向板37，导向板37用于引导气体进入混料管21内，导向板37与进气管2之间设置有支撑弹簧371，封闭板361的侧面安装有拨向板364，拨向板364用于跟随封闭板361的运动挤压导向板37，并使导向板37改变倾斜角度以引导导气组件35排出的气体，导向板37初始的位置限制了气体进入连通腔室的范围，就使气体进入混料管21之内伴随着混料管21转动进行混合，并在无需通入气体时，随着气缸363带动封闭板361密封在卡板362上，使拨向板364挤压导向板37并使其改变倾斜角度，使导向板37在倾斜角改变后可在压缩管351导出气体后将其进行引导（导向板37的运动如图3中的虚线所示），再次加快连通腔室内混合气体进入光谱测试仪1内的效率，利于光谱测试仪1进行气体的检测。
31.其中，进气管2上还设置有抽气组件4，抽气组件4包括安装在进气管2上的风机41，风机41的两端设置有风管42，一个风管42用于吸入外界的气体，另一个风管42用于将吸入的气体输送至连通腔室内混合，使进气管2利于将外界的气体通入混合，利于后续光谱测试仪1进行检测气体。
32.本发明目的之二在于提供一种用于上述的基于光谱测量的高精度气体成分检测装置使用的检测方法，包括如下方法步骤：步骤一：通过进气管2的一端与所需要检测的气体连通，进气管2的另一端与光谱测试仪1连通，气体沿着进气管2内进入连通腔室内聚集；
步骤二：通过螺杆31带动叶板32转动，并使压气板33在连通腔室内运动，叶板32混合气体，压气板33压缩气体，将气体进行混合；步骤三：随着螺杆31向上运动，在叶板32接触挡板34时，挡板34不再封闭进气管2，气体通过挡板34和进气管2之间进入光谱测试仪1内进行含量的检测。
33.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。