(19)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 202211012663.6 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 合肥工业大 学 地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路 193号 申请人 安徽六维传感科技有限公司 　 滁州怡然传感技 术研究院有限公司 (72)发明人 章伟　王轶鑫　周世豪　夏果　 路珊珊　张子贤　周恒宇　陈晓梦　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 黄欣 (51)Int.Cl. G01N 21/31(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种基于双积分球的气体检测装置及其工 作方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于双积分球的气体检 测装置及其工作方法， 光线在双积分球内部多次 反射被在双积分球内的待测气体吸收， 通过光纤 出射到光谱仪上， 通过浓度反演可以得到气体浓 度信息； 利用双积分球作为气体腔室能有效地抑 制传统气室受光线形状、 发散角度以及高精度加 工导致的测量误差； 在同等线径条件下， 本发明 与单积分球相比， 提高了吸收光谱的产生效率， 其结构简单、 稳定性 好、 操作方便 。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115290586 A 2022.11.04 CN 115290586 A 1.一种基于双积分球的气体检测装置， 其特征在于： 包括双积分球装置 （1） 、 光谱仪 （2） 和计算机 （3） ， 所述双积分球装置 （1） 包括壳体 （13） 、 第一球体 （11） 和第二球体 （12） ， 所述壳 体 （13） 的一组平行侧面上分别开设有第二入光口 （16） 和第二出光口 （17） ， 所述第一球体 （11） 壁上开设有第一入光口 （14） 、 进气口 （110） 和第一连通孔， 所述第二球体 （12） 壁上开设 有第一出光口 （15） 、 出气口 （111） 和第二连通孔， 所述第一球体 （11） 和第二球体 （12） 均设置 在壳体 （13） 中， 且所述第一入光口 （14） 与第二入光口 （16） 连通， 第一出光口 （15） 与第二出 光口 （17） 连通， 所述第一连通孔与第二连通孔连通， 所述第二入光口 （16） 设有光源 （161） ， 所述第二出光口 （17） 与光谱仪 （2） 输入端连接， 所述 光谱仪 （2） 的输出端与计算机 （3） 连接 。 2.根据权利要求1所述的一种基于双积分球的气体检测装置， 其特征在于： 还包括压力 表 （19） ， 所述压力表 （19） 的接 头与第一球 体 （11） 连接。 3.根据权利要求1所述的一种基于双积分球的气体检测装置， 其特征在于： 所述光源对 准第二入光口 （16） 的中心点。 4.根据权利要求1所述的一种基于双积分球的气体检测装置， 其特征在于： 所述第 一连 通孔与第二连通 孔之间通过 连通管 （18） 连通。 5.根据权利要求1所述的一种基于双积分球的气体检测装置， 其特征在于： 所述第 一球 体 （11） 和第二球 体 （12） 的内壁均设有漫反射材 料层。 6.根据权利要求5所述的一种基于双积分球的气体检测装置， 其特征在于： 所述漫反射 材料层为聚四氟乙烯层、 硫酸钡涂层或者氧化镁涂层。 7.根据权利要求1所述的一种基于双积分球的气体检测装置， 其特征在于： 所述壳体 （13） 为黑色铝合金箱体。 8.根据权利要求1所述的一种基于双积分球的气体检测装置， 其特征在于： 所述进气口 （110） 设有进气阀 （1 13） ， 所述出气口 （1 11） 设有出气阀 （1 14） 。 9.一种权利要求1~8任一项所述的装置的工作方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 调节好系统光路后， 启动光源 （161） ， 使用高纯空气或者纯净氮气对双积分球装置 （1） 进行清洗， 保证装置内的背 景气体为高纯 空气或者纯净氮气， 并保存此时的光 强强度信 息， 记为背景光谱强度I0( λ )； S2、 向双积分球装置 （1） 通入待测气体， 所述光源 （161） 发射的光线经第一球体 （11） 和 第二球体 （12） 进行漫反射， 被待测气体吸 收； S3、 待测气体吸收光线后进入光谱仪 （2） ， 通过计算机 （3） 获得待测气体的吸收光谱I ( λ )， 根据Lamber t‑Beer定律： 式中， 为光经过吸收后的出射光强， 为入射光光强， 表示不同波长的吸收 截面， c为气体浓度， L 为光程长度； 当光程长度L以及吸收截面 确定时， 通过计算入射光光强 与出射光强 的 比值就能得到待测气体浓度c， 即：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115290586 A 2。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115290586 A 3