在位式激光氣體分析儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于在線監(jiān)測設備的【技術領域】，具體是一種在位式激光氣體分析儀，解決了抽取式的組分丟失、響應慢、樣氣預處理要求高以及原位式的環(huán)境干擾、污染堵塞問題。其抽取過濾裝置和反吹裝置組成采樣探頭；氣室單元與采樣裝置連接，采樣裝置與氣體預處理連接，氣體分析單元中的氣體檢測單元與數(shù)據(jù)處理單元連接，數(shù)據(jù)處理單元還分別與人機顯示單元、數(shù)據(jù)輸出接口連接；采樣探頭與伴熱管連接，伴熱管與分析柜中的氣體預處理連接。本實用新型有效避免堵塞問題，組分丟失問題，具有響應速度快、測量值波動小、測量準確、可靠性高、投資成本低、設備維護簡單等優(yōu)點。
【專利說明】在位式激光氣體分析儀
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于在線監(jiān)測設備的【技術領域】，具體是一種在位式激光氣體分析儀。【背景技術】
[0002]在線監(jiān)測技術是在被測設備處于運行的條件下，對設備的狀況進行連續(xù)或定時的監(jiān)測。由于現(xiàn)場檢測儀表所處的特殊環(huán)境，往往是高壓、高濕、高粉塵、高污染物濃度等，目前市場多有原位式和抽取式方法，抽取式方法為樣氣經(jīng)伴熱、預處理后再進入分析單元，樣氣比較潔凈，對分析污染較小，系統(tǒng)穩(wěn)定性較好，但由于分析儀對樣品氣體的潔凈程度要求很高，必須有一套完整的煙氣加熱、冷卻、除水系統(tǒng)，樣品氣經(jīng)過的管道較長、接頭較多，容易造成組分丟失；原位式方法為測量光直接穿過被測介質(zhì)進行測量，沒有采樣處理裝置，測量精度高，但該方法直接接觸被測介質(zhì)，存在水分和振動等因素干擾，且容易被介質(zhì)腐蝕和堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型針對抽取式的組分丟失、響應慢、樣氣預處理要求高以及原位式的環(huán)境干擾、污染堵塞問題，提供了一種在位式激光氣體分析儀。
[0004]本實用新型采取以下技術方案:一種在位式激光氣體分析儀，包括抽取過濾裝置、加熱裝置、伴熱管、氣體預處理、采樣裝置、反吹裝置、光學單元、氣室單元、氣體檢測單元、溫度壓力補償單元、數(shù)據(jù)處理單元、人機顯示單元、數(shù)據(jù)輸出接口、系統(tǒng)校準裝置；
[0005]所述的光學單元、氣室單元、氣體檢測單元、溫度壓力補償單元依次連接組成氣體分析單元；
[0006]所述的抽取過濾裝置和反吹裝置組成采樣探頭
[0007]氣體分析單元中的氣室單元與采樣裝置連接，采樣裝置與氣體預處理連接，氣體分析單元中的氣體檢測單元與數(shù)據(jù)處理單元連接,數(shù)據(jù)處理單元還分別與人機顯示單元、數(shù)據(jù)輸出接口連接，由氣體預處理、采樣裝置、氣體分析單元、數(shù)據(jù)處理單元、人機顯示單元以及數(shù)據(jù)輸出接口組成分析柜；
[0008]所述的采樣探頭與伴熱管連接，伴熱管與分析柜中的氣體預處理連接。
[0009]所述的抽取過濾裝置包括與樣品氣體連通的初級過濾和與伴熱管連接的二級過濾，初級過濾外加保護套筒，二級過濾包括濾芯、座桿環(huán)組合及套于其外的加熱筒體，反吹裝置包括兩路，一路為自二級過濾濾芯內(nèi)部將沉積物吹出濾芯的反吹氣路，一路為濾芯外部的加熱筒體內(nèi)腔上開設的循環(huán)螺旋狀槽反吹氣路，前者為脈沖式反吹，后者為持續(xù)性反吹。第二路可在第一路吹起的集聚在濾芯表面的沉積物更有效的卷出至探頭外。
[0010]所述的座桿環(huán)組合頂部設置三個氣體入口，一個氣體入口 I將反吹氣來源和二級過濾濾芯內(nèi)部連通,一個氣體入口 I將反吹氣來源和加熱筒體內(nèi)部連通,另一個氣體接頭II將二級過濾中樣品氣體出口與采樣管路連通。
[0011]在位式激光氣體分析儀還包括系統(tǒng)校準裝置包括校準氣來源，校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥以及伺服控制器，校準氣來源連接校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥，校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥位于分析柜中，同時其出口通過聚四氟管、三通管連接至用于連通采樣探頭的二級濾芯內(nèi)部的反吹進口，校準時，校準氣從反吹氣路進入采樣探頭，再沿采樣管路進入分析柜，由于校準功能和采樣功能不同時進行，所以互不干擾。校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥由伺服控制器控制，伺服控制器的控制端連接數(shù)據(jù)處理單元。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有原位式和抽取式相比，抽取管路短，不易造成組分丟失，響應速度快、測量值波動小，同時在探頭的堵塞方面進行了高效反吹的結構設計，支持在線校準。
[0013]本實用新型所述的在位式激光氣體分析儀，樣氣經(jīng)過管路短，在過濾反吹保護方面、系統(tǒng)自動在線校準方面、提供了較好的解決方案，有效避免堵塞問題，組分丟失問題，具有響應速度快、測量值波動小、測量準確、可靠性高、投資成本低、設備維護簡單等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型結構原理圖，
[0015]圖2為本實用新型抽取過濾裝置二級過濾結構示意圖，
[0016]圖中:1-抽取過濾裝置，2-加熱裝置，3-伴熱管，4-氣體預處理，5-采樣裝置，6-反吹裝置，7-光學單元，8-氣室單元，9-氣體檢測單元，10-溫度壓力補償單元，11-數(shù)據(jù)處理單元，12-人機顯示單元，13-數(shù)據(jù)輸出接口，14-系統(tǒng)校準裝置，15-氣體分析單元，16-米樣探頭，17-分析柜，
[0017]1.1-二級過濾濾芯，1.2-座桿環(huán)組合，1.3-加熱筒體，1.4_氣體入口 I，1.5_氣體入口 II，1.6-氣體入口III。
【具體實施方式】
[0018]結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明。
[0019]如圖1所示，一種在位式激光氣體分析儀，包括抽取過濾裝置1、加熱裝置2、伴熱管3、氣體預處理4、采樣裝置5、反吹裝置6、光學單元7、氣室單元8、氣體檢測單元9、溫度壓力補償單元10、數(shù)據(jù)處理單元11、人機顯示單元12、數(shù)據(jù)輸出接口 13、系統(tǒng)校準裝置14 ；
[0020]所述的光學單元7、氣室單元8、氣體檢測單元9、溫度壓力補償單元10依次連接組成氣體分析單元15 ；
[0021]所述的抽取過濾裝置I和反吹裝置6組成采樣探頭16 ；
[0022]氣體分析單元15中的氣室單元8與采樣裝置5連接，采樣裝置5與氣體預處理4連接，氣體分析單元15中的氣體檢測單元9與數(shù)據(jù)處理單元11連接，數(shù)據(jù)處理單元11還分別與人機顯示單元12、數(shù)據(jù)輸出接口 13連接，由氣體預處理4、采樣裝置5、氣體分析單元15、數(shù)據(jù)處理單元11、人機顯示單元12以及數(shù)據(jù)輸出接口 13組成分析柜17 ；
[0023]所述的采樣探頭16與伴熱管3連接，伴熱管3與分析柜17中的氣體預處理4連接。
[0024]所述的抽取過濾裝置I包括與樣品氣體連通的初級過濾和與伴熱管連接的二級過濾，初級過濾外加保護套筒，二級過濾包括濾芯1.1、座桿環(huán)組合1.2及套于其外的加熱筒體1.3，反吹裝置6包括兩路，一路為自二級過濾濾芯1.1內(nèi)部將沉積物吹出濾芯的反吹氣路，一路為固定濾芯的座桿環(huán)組合1.2內(nèi)腔上開設的循環(huán)螺旋狀槽反吹氣路，前者為脈沖式反吹，后者為持續(xù)性反吹?？稍诘谝宦反灯鸬募墼跒V芯表面的沉積物更有效的卷出至探頭外。
[0025]所述的座桿環(huán)組合1.2頂部設置三個氣體入口，一個氣體入口 I 1.4將反吹氣來源和二級過濾濾芯1.1內(nèi)部連通，一個氣體入口 II 1.5將反吹氣來源和座桿環(huán)組合1.2內(nèi)部連通，另一個氣體接頭III 1.6將二級過濾中樣品氣體出口與采樣管路連通。
[0026]所述的系統(tǒng)校準裝置包括校準氣來源，校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥以及伺服控制器，校準氣來源連接校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥，校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥位于分析柜中，同時其出口通過聚四氟管、三通管連接至用于連通采樣探頭的二級濾芯內(nèi)部的反吹進口，校準氣與此路反吹氣進口為同一進口，反吹功能與校準功能由于不會同時進行，所以互不干擾。校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥由伺服控制器控制，伺服控制器的控制端連接數(shù)據(jù)處理單元。校準時，校準氣定期從校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥進入，通過抽取過濾裝置，貫穿整個采樣、預處理、分析單元。當校準時間到，數(shù)據(jù)處理單元通過接收到的氧氣濃度信號計算控制伺服控制器，使得校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥合理控制校準氣壓力或流量，再通過相關氣路控制單元即可進行全系統(tǒng)在線自動校準系統(tǒng)誤差，真正做到自動全系統(tǒng)校準。該壓力或流量要能完全抵抗所測環(huán)境樣品氣壓力，太小導致樣品氣匯入校準氣，校準失誤；太大導致校準氣浪費太多。
[0027]氣體分析單元采用高品質(zhì)可調(diào)諧二極管激光光源，可靠電源驅動技術，使得壽命長，穩(wěn)定性好，通過精細調(diào)諧技術，控制激光器的輸出測量波長更窄，實現(xiàn)僅對測量氣體的響應來避免背景氣體的干擾問題，使得測量準確，精度高。通過利用傳感器對溫度和壓力的實時測量，測量信號反饋后，電路控制激光器的工作狀態(tài)，以此抵消干擾帶來的測量影響；通過調(diào)諧半導體激光器的波長到不同的頻段，掃描選擇出不同氣體的吸收波長，實現(xiàn)對多種氣體的同時測量。
[0028]本實用新型分析單元安裝在分析機柜中，不直接安裝在檢測點位置，現(xiàn)場惡劣環(huán)境不易受損及干擾影響，同時數(shù)據(jù)處理技術進行溫度壓力補償、信號抗干擾及背景氣體成分干擾處理，使得測量準確，精度高。
【權利要求】
1.一種在位式激光氣體分析儀，其特征在于:包括抽取過濾裝置(I)、加熱裝置(2)、伴熱管(3)、氣體預處理(4)、采樣裝置(5)、反吹裝置(6)、光學單元(7)、氣室單元(8)、氣體檢測單元(9)、溫度壓力補償單元(10)、數(shù)據(jù)處理單元(11)、人機顯示單元(12)、數(shù)據(jù)輸出接口(13)、系統(tǒng)校準裝置(14)； 所述的光學單元(7)、氣室單元(8)、氣體檢測單元(9)、溫度壓力補償單元(10)依次連接組成氣體分析單元(15)； 所述的抽取過濾裝置(I)和反吹裝置(6)組成采樣探頭(16); 氣體分析單元(15)中的氣室單元(8)與采樣裝置(5)連接，采樣裝置(5)與氣體預處理(4)連接，氣體分析單元(15)中的氣體檢測單元(9)與數(shù)據(jù)處理單元(11)連接，數(shù)據(jù)處理單元(11)還分別與人機顯示單元(12)、數(shù)據(jù)輸出接口(13)連接，由氣體預處理(4)、采樣裝置(5)、氣體分析單元(15)、數(shù)據(jù)處理單元(11)、人機顯示單元(12)以及數(shù)據(jù)輸出接口(13)組成分析柜(17); 所述的采樣探頭(16)與伴熱管(3)連接，伴熱管(3)與分析柜(17)中的氣體預處理(4)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的在位式激光氣體分析儀，其特征在于:所述的抽取過濾裝置(I)包括與樣品氣體連通的初級過濾和與伴熱管連接的二級過濾，初級過濾外加保護套筒，二級過濾包括二級過濾濾芯(1.1)、固定濾芯的座桿環(huán)組合(1.2)及套于其外的加熱筒體(1.3)，反吹裝置(6)包括兩路，一路為自二級過濾濾芯(1.1)內(nèi)部將沉積物吹出濾芯的反吹氣路，另一路為座桿環(huán)組合(1.2)內(nèi)腔上開設的循環(huán)螺旋狀槽形成的反吹氣路，前者為脈沖式反吹，后者為持續(xù)性反吹。
3.根據(jù)權利要求2所述的在位式激光氣體分析儀，其特征在于所述的座桿環(huán)組合(1.2)頂部設置三個氣體入口，一個氣體入口 I (1.4)將反吹氣來源和二級過濾濾芯(1.1)內(nèi)部連通，一個氣體入口 II (1.5)將反吹氣來源和座桿環(huán)組合(1.2)內(nèi)部連通，另一個氣體接頭III(1.6)將二級過濾中樣品氣體出口與采樣管路連通。
4.根據(jù)權利要求3所述的在位式激光氣體分析儀，其特征在于其還包括系統(tǒng)校準裝置包括校準氣來源，校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥以及伺服控制器，校準氣來源連接校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥，校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥位于分析柜中，其出口通過聚四氟管、三通管連接至用于連通采樣探頭的二級濾芯內(nèi)部的反吹進口，校準氣與此路反吹氣進口為同一進口，校準氣比例壓力調(diào)節(jié)閥由伺服控制器控制，伺服控制器的控制端連接數(shù)據(jù)處理單元。
【文檔編號】G01N1/28GK203519385SQ201320525141
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權日:2013年8月27日
【發(fā)明者】白惠峰, 閆興鈺, 白慧賓, 王紅梅, 張志慧, 秦勇, 吳明 申請人:中綠環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>