本實用新型屬于煙氣檢測技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種一體式紫外煙氣分析儀。

背景技術(shù)：

紫外煙氣分析儀是用來測量固定污染源廢氣中特定氣體的濃度和排放量，是各級各類環(huán)境檢測機構(gòu)必備的檢測設(shè)備，也是各類工況企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排、回收利用廢氣的必要儀器。尤其對于當前嚴峻的空氣環(huán)境，對空氣質(zhì)量的改善具有重要意義。

傳統(tǒng)的紫外煙氣分析儀，包括氣體測試儀和主機兩大部分，所述氣體測試儀包括煙氣過濾器、氣室、光纖、紫外光源、光譜儀等；氣體測試儀與主機分體設(shè)計，通過氣路、控制信號線等連接。技術(shù)人員使用氣體測試儀，將氣體采樣管插入煙道管道中，開啟氣體采樣泵抽取煙道管道中的氣體，抽取的氣體經(jīng)過過濾、加熱、冷凝等過程，進入氣體測試儀主機，通過主機內(nèi)的氣體檢測元件測試氣體成分。完成整個測量過程，在氣體測試儀至主機之間需連接氣路、加熱控制信號線、電源線或者煙氣數(shù)據(jù)線等；線路連接復(fù)雜、操作繁瑣，且整機體積大、成本高，攜帶使用不便；而且目前的分析儀在使用過程中，只能通過發(fā)射紫外光源檢測S0₂、NO、NO₂、NH₃等氣體，對于O₂、CO₂、CO、H₂S等氣體則無法檢測，稍微的震動或者溫度變化對檢測精度都會產(chǎn)生較大的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對傳統(tǒng)紫外煙氣分析儀采用分體設(shè)計，存在體積大、操作繁瑣、影響檢測效率與精度等缺陷，提供一種一體式紫外煙氣分析儀，包括采樣管和控制分析單元，且采樣管和控制分析單元一體化設(shè)計，且全程加熱，操作簡單、實用便攜，通過移動終端(平板、手機等)采集數(shù)據(jù)，直接與實驗室信息管理系統(tǒng)(LIMS)對接。

本實用新型是采用以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種一體式紫外煙氣分析儀，包括采樣管以及與采樣管連接的控制分析單元，所述采樣管內(nèi)設(shè)置有加熱濾芯、前端紫外氣室和光纖，前端紫外氣室的兩端分別連接所述加熱濾芯及所述光纖； 所述控制分析單元包括殼體，采樣管即安裝在所述殼體上，殼體內(nèi)設(shè)置有與光纖連接的紫外光源及光譜儀、與前端紫外氣室連通的冷凝單元，所述冷凝單元還連接有后端非紫外氣室；殼體內(nèi)還包括用以對上述各部件進行分析與控制的主控模塊以及與移動端進行數(shù)據(jù)交互的通信模塊。

通過將采樣管和控制分析單元整機一體化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計合理，體積小，操作使用方便。目前的紫外煙氣分析儀都是分體式的，煙槍加主機，然后通過管路和信號線連接，本實用新型不需要接管線，便于攜帶，且整機操作過程中，采樣完成后可直接通過通信模塊與使用Windows操作系統(tǒng)的手機或平板連接，操作使用非常方便，便攜易帶，數(shù)據(jù)檢測效率及精度均有提高。

進一步的，所述加熱濾芯包括兩級加熱濾芯，即一級濾芯和二級濾芯，所述一級濾芯可更換，二級濾芯設(shè)置在前端紫外氣室上。忘記安裝濾芯的情況在實際使用過程中經(jīng)常發(fā)生，采用兩級濾芯方式有效避免用戶使用過程中，忘記安裝濾芯，破壞氣室環(huán)境，影響檢測精度的情況。

進一步的，所述前端紫外氣室上設(shè)置有加熱膜以及檢測氣室溫度的熱電偶，所述熱電偶與主控模塊相連，通過主控模塊精準控制氣室溫度，保證氣體在流動過程中均維持恒溫狀態(tài)無冷凝水出現(xiàn)，保障檢測精度。

進一步的，所述前端紫外氣室上還設(shè)置有與其適配的減震套，且所述減震套上設(shè)置有若干空心筋條，所述空心筋條與采樣管內(nèi)壁貼合起到緩沖減震作用。

進一步的，所述前端紫外氣室和冷凝單元之間還設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥連接有反吹掃泵，即便將采樣管插入煙道中，也可以通過電磁閥切換至空氣通路，通過反吹掃泵實現(xiàn)反吹掃，便于每次測量前重新調(diào)零，提高檢測精度。

進一步的，所述后端非紫外氣室內(nèi)設(shè)置有分別對O₂、CO₂、CO、H₂S進行檢測的熒光傳感器、紅外傳感器、電化學傳感器、電化學傳感器。通過前端氣室對紫外光譜測量(S0₂,NO,NO₂,NH₃)，通過后端非紫外氣室對非紫外煙氣測量，前端紫外部分為消除水分的影響，全程加熱，后端非紫外部分雖然不受水分影響，但為了保護泵和傳感器，需將經(jīng)全程加熱后的煙氣經(jīng)過冷凝單元后吹入后端非紫外氣室中，即在氣室和傳感器氣室之間設(shè)計冷凝單元。

進一步的，所述光纖與前端紫外氣室之間連接有光纖頭調(diào)距組件，并設(shè)置有光纖壓帽和光纖錐套將光纖進一步固定，所述光纖頭調(diào)距組件包括光纖座及光纖蓋，光纖外還設(shè)置有光纖護套，雙重保護，避免振動及光纖松動造成光譜漂移，影響測量準確度。

進一步的，所述采樣管上還設(shè)置有真空保溫套管，真空保溫套管包括外套管和內(nèi)套管，外套管和內(nèi)套管之間形成真空層，真空保溫套管采用雙層抽真空技術(shù)，起到內(nèi)外隔熱的作用，避免加熱燙傷及煙道溫度對測量氣室溫控的干擾。

進一步的，所述外套管的內(nèi)壁與內(nèi)套管的外壁上均設(shè)有防熱輻射層，真空層內(nèi)設(shè)置有吸氣劑，且所述外套管上還設(shè)置有紫銅管。

進一步的，所述防熱輻射層為鍍銅層或鍍銀層，以屏蔽熱輻射。且所述外套管和內(nèi)套管均采用鈦合金。外套管兩端經(jīng)過縮管處理后與內(nèi)套管貼合方便進行氬弧焊密封焊接。所述紫銅管經(jīng)過銀焊釬焊在外套管上。真空保溫套管在組裝前在外套管與內(nèi)套管之間放置若干片鋯釩鐵吸氣劑，真空保溫套管由紫銅管經(jīng)過真空泵抽真空后用液壓鉗將紫銅管夾斷密封。然后將裝有吸氣劑區(qū)域進行400℃-500℃高溫激活半小時左右。這時夾層之間的真空度會很低以達到真空絕熱效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果在于：

本實用新型將采樣管和控制控制分析單元一體設(shè)計，將各功能部件緊密排列，布局在控制分析單元上，結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理，充分節(jié)約空間，克服原有結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，體積大、成本高的缺陷，不需要接管接線，簡單便攜；同時采用兩級濾芯連接方式，將氣體測量分成兩部分，前端紫外氣室和后端非紫外氣室，應(yīng)用范圍更廣；采用全程加熱方式，將濾芯、氣室全程加熱至水的沸點以上，氣室無液態(tài)水的產(chǎn)生，避免水對測量氣體的吸附干擾，煙道原氣測量，無需冷凝脫水，避免脫水損失影響檢測精度；并設(shè)置電磁閥和反吹掃泵，即便插入煙道中，也可切換至空氣通路實現(xiàn)反吹掃調(diào)零；精巧易攜帶，簡化操作流程，具有廣泛的推廣價值。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例所述一體式紫外煙氣分析儀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例所述真空保溫套管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例所述前端紫外氣室與光纖連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例所述減震套結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、加熱濾芯；2、前端紫外氣室；21、減震套；211、空心筋條；3、光纖；4、紫外光源；5、光譜儀；6、主控模塊；7、通信模塊；8、后端非紫外氣室；9、冷凝單元；10、外套管；、11、內(nèi)套管；12、紫銅管；13、吸氣劑；14、光纖護套；15、光纖壓帽；16、光纖錐套；17、光纖座；18、光纖蓋。

具體實施方式

為了能夠更加清楚地理解本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進一步說明。在下面的描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是，本實用新型還可以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本實用新型并不限于下面公開的具體實施例。

本實用新型提供一種一體式紫外煙氣分析儀，下面結(jié)合具體的實施例對本實用新型做進一步地說明。

參考圖1，一種一體式紫外煙氣分析儀，包括采樣管以及與采樣管連接的控制分析單元，所述采樣管內(nèi)設(shè)置有加熱濾芯1、前端紫外氣室2和光纖3，前端紫外氣室2的兩端分別連接所述加熱濾芯1及所述光纖3；所述控制分析單元包括殼體，采樣管即安裝在所述殼體上，殼體內(nèi)設(shè)置有與光纖連接的紫外光源4及光譜儀5、與前端紫外氣室2連通的冷凝單元9，所述冷凝單元9還連接有后端非紫外氣室8；殼體內(nèi)還包括用以對上述各部件進行分析與控制的主控模塊6以及與移動端進行數(shù)據(jù)交互的通信模塊7；本實施例中，所述主控模塊采用STM32系列單片機，例如STM32F103VCT6，主要用以實現(xiàn)控制溫度、流量、讀取數(shù)據(jù)等功能，所述通信模塊包括藍牙模塊、GPRS模塊，實現(xiàn)與移動端的數(shù)據(jù)交互?？刂品治鰡卧獌?nèi)各部件緊密排列，且殼體上還設(shè)置有便于操作的把手。

本實施例通過將采樣管和控制分析單元整機一體化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計合理，體積小，操作使用方便。目前的紫外煙氣分析儀都是分體式的，采樣、 檢測、分析要分別采用不同的設(shè)備，各設(shè)備之間通過管路和信號線連接，本實用新型不需要接管線，便于攜帶，且整機操作過程中，采樣完成后可直接通過通信模塊與使用Windows操作系統(tǒng)的手機或平板連接，操作使用非常方便，便攜易帶，數(shù)據(jù)檢測效率及精度均有提高。

在實際使用過程中，經(jīng)常發(fā)生用戶忘記安裝過濾濾芯的情況，會對前端紫外氣室2的環(huán)境造成影響，本實施例采用兩級濾芯過濾方式，所述加熱濾芯1包括兩級加熱濾芯，即一級濾芯和二級濾芯，所述一級濾芯可更換，二級濾芯設(shè)置在前端紫外氣室2上，有效避免用戶使用過程中，忘記安裝濾芯，破壞氣室環(huán)境，影響檢測精度的情況。

另外，由于在使用過程中，溫度變化或任何細微的震動都會對影響氣室的檢測效果，在前端紫外氣室2上設(shè)置有加熱膜以及檢測氣室溫度的熱電偶，本實施例中加熱膜采用聚酰亞胺加熱膜，走氣通路也完全包裹在加熱膜內(nèi)，所述熱電偶與主控模塊6相連，通過主控模塊6精準控制氣室溫度，保證氣體在流動過程中均維持恒溫狀態(tài)無冷凝水出現(xiàn)，保障檢測精度；且所述前端紫外氣室上還設(shè)置有與其適配的減震套21，參考圖4，所述減震套21采用硅膠材質(zhì)，且所述減震套上設(shè)置有若干空心筋條211，所述空心筋條211與采樣管內(nèi)壁貼合起到緩沖減震作用，降低溫漂及震動對光學分析部件的影響。當然，也可以對光譜儀等采取同樣的減震措施，在此不做詳述。

為了便于調(diào)零，在所述前端紫外氣室2和冷凝單元9之間還設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥連接有反吹掃泵(圖中未示意)，即便將采樣管插入煙道中，也可以通過電磁閥切換至空氣通路，通過反吹掃泵實現(xiàn)反吹掃，通過反吹掃泵往氣室內(nèi)通入新鮮空氣，便于每次測量前重新調(diào)零，提高檢測精度。

本實施例中氣體測量包括兩部分，除了前端紫外氣室2測量S0₂,NO,NO₂,NH₃，還包括后端非紫外氣室8，其內(nèi)設(shè)置有分別對O₂、CO₂、CO、H₂S進行檢測的熒光傳感器、紅外傳感器、電化學傳感器、電化學傳感器等。通過前端氣室對紫外光譜測量(S0₂,NO,NO₂,NH₃)，通過后端非紫外氣室對非紫外煙氣測量，前端紫外部分為消除水分的影響，全程加熱，后端非紫外部分雖然不受水分影響，但為 了保護泵和傳感器，需將經(jīng)全程加熱后的煙氣經(jīng)過冷凝單元9后吹入后端非紫外氣室8中，即在前端紫外氣室2和后端非紫外氣室8之間設(shè)計冷凝單元9，冷凝單元9冷凝片采用回型管路設(shè)計，冷凝片的一面緊貼半導體制冷片的制冷面；半導體制冷片的發(fā)熱面則通過導熱硅膠貼合在鋁散熱片上，高溫高濕煙氣由冷凝片入口進入冷凝片的回路中，經(jīng)過半導體制冷片的充分冷卻后再由冷凝片的出口排出，氣體經(jīng)過冷凝片的速度比較快、冷凝的水珠無法停留在冷凝片中，比傳統(tǒng)的冷凝方式提高數(shù)倍。

參考圖3，所述光纖3與前端紫外氣室2之間連接有光纖頭調(diào)距組件，并設(shè)置有光纖壓帽15和光纖錐套16將光纖2進一步固定，所述光纖頭調(diào)距組件包括光纖座17及光纖蓋18，光纖2外還設(shè)置有光纖護套，雙重保護，避免振動及光纖2松動造成光譜漂移，影響測量準確度。

操作檢測過程中，為了避免加熱燙傷及煙道溫度對前端紫外氣室2溫控的干擾，所述采樣管上還設(shè)置有圖2所示的真空保溫套管，真空保溫套管包括外套管10和內(nèi)套管11，外套管10和內(nèi)套管11之間形成真空層，真空保溫套管采用雙層抽真空技術(shù)，起到內(nèi)外隔熱的作用，同時為了屏蔽熱輻射，在所述外套管10的內(nèi)壁與內(nèi)套管11的外壁上均設(shè)有防熱輻射層，所述防熱輻射層為鍍銅層或鍍銀層，真空層內(nèi)設(shè)置有吸氣劑13，且所述外套管11上還設(shè)置有紫銅管12。

所述外套管10和內(nèi)套管11均采用鈦合金材質(zhì)，外套管10兩端經(jīng)過縮管處理后與內(nèi)套管11貼合方便進行氬弧焊密封焊接，所述紫銅管12經(jīng)過銀焊釬焊在外套管10上。真空保溫套管在組裝前在外套管10與內(nèi)套管11之間放置若干片吸氣劑13，例如，放置4-5片鋯釩鐵吸氣劑，真空保溫套管由紫銅管12經(jīng)過真空泵抽真空后用液壓鉗將紫銅管12夾斷密封，當然可以采用無尾真空法。然后將裝有吸氣劑13區(qū)域進行400℃-500℃高溫激活半小時左右，這時真空層之間的真空度會基本達到真空，絕熱效果更好。

本實施例通過在采樣管上設(shè)置真空保溫套管，結(jié)合實施例一所述冷凝裝置結(jié)構(gòu)應(yīng)用，高溫高濕煙氣由冷凝片入口進入冷凝片的回路中，經(jīng)過半導體制冷 片的充分冷卻后再由冷凝片的出口排出。冷凝片回路的管路截面積小，氣體經(jīng)過冷凝片速度比較快，冷凝的水珠無法停留在冷凝片中，無需冷凝脫水，避免脫水損失，有效提高檢測精度。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。