本實用新型涉及氣體監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種對接式多光路原位熱濕法煙道氣體檢測儀，用于鍋爐或爐窯超低排放煙氣中SO₂/NO/NO₂/NH₃等氣體的濃度監(jiān)測。

背景技術(shù)：

國內(nèi)目前的便攜式煙氣測試儀多采取電化學(xué)傳感器或非分散紅外光學(xué)傳感器測量方法，由于：

1、電化學(xué)傳感器的使用條件—傳感器的氣室溫度不能超過40度，水分影響SO₂的測試結(jié)果，大部分的國內(nèi)外生產(chǎn)廠家都采取加熱保溫110度-快速冷凝除水等措施來提高測試準確度。這種方法部分解決了水蒸氣冷凝吸收SO₂而導(dǎo)致的二氧化硫氣體測試不準確的問題，但冷凝水還是要吸收二氧化硫，使測量結(jié)果偏低。

2、非分散紅外傳感器的工作原理是氣體的分子鍵之間的振轉(zhuǎn)光譜信號吸收同頻率的紅外光，其產(chǎn)生的紅外光譜吸收信號要比紫外-可見光譜低1-2個數(shù)量級，因此市面上的主流SO₂、NO傳感器量程多為0-1000ppm，零點漂移為1％FS約10ppm，不能適用目前國內(nèi)的超低排放監(jiān)測。紫外可見光譜吸收法煙氣分析儀的不足：a、使用光束對穿式的紫外-可見光譜吸收法煙氣分析儀，由于分析儀儀器體積的限制，光程一般設(shè)計為20-30cm，該類儀器的氣體最低檢測限多為2ppm。b、使用懷特池或好瑞特氣體吸收池的紫外-可見光譜吸收法煙氣分析儀，雖說光程加大了，但由于鍍膜材料反射率的限制，使得210nm之前的紫外光經(jīng)過多次反射后強度大大衰減，無法測量NH3等氣體，而且懷特池的體積要大于折返道威棱鏡式吸收池，使得儀器的T90和T10加大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本實用新型提供了一種對接式多光路原位熱濕法煙道氣體檢測儀?？朔嗽须娀瘜W(xué)傳感器法、NDIR紅外吸收法及光束對穿式、懷特池檢測氣室等測試儀之多項不足，采取對接式結(jié)構(gòu)設(shè)計，可配置不同長度的采樣管，適用不同管壁厚度的煙道；采用折返式道威棱鏡檢測氣室，加大測量光程，提高儀器的最低檢測限D(zhuǎn)ML，適用超低排放工礦監(jiān)測；全程伴熱式的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得全程加熱的模式，有效避免煙氣中水蒸氣冷凝導(dǎo)致的冷凝水吸收二氧化硫、二氧化氮、氨氣等氣體，大大提高煙氣中二氧化硫、二氧化氮、氨氣等氣體測量準確度。對測量后的氣體進行冷凝除水，既保護了O2、CO、CO2等傳感器，又保護了質(zhì)量流量計及煙氣采樣泵等器件。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型通過下述技術(shù)方案得以解決：

一種對接式多光路原位熱濕法煙道氣體檢測儀，包括煙塵過濾恒溫加熱單元1、折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2、光源發(fā)射及準直單元3、光源會聚單元4、光譜分光及信號發(fā)送單元5、煙氣冷凝排水單元6，其中煙塵過濾恒溫加熱單元1為長筒狀結(jié)構(gòu)，設(shè)置在折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2前部，光源發(fā)射及準直單元3、光源會聚單元4設(shè)置在折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2后部，光譜分光及信號發(fā)送單元5、煙氣冷凝排水單元6均設(shè)置在光源發(fā)射及準直單元3、光源會聚單元4的下方。

進一步地，所述煙塵過濾恒溫加熱單元1包括金屬粉末冶金濾筒1-2及其夾持器、加熱元件、保溫層及恒溫控制元件1-4。

進一步地，所述折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2包括檢測氣室2-4、窗片2-6、道威棱鏡2-3、進氣嘴2-2、出氣嘴2-7，溫度傳感器、壓力傳感器及纏繞式加熱元件、保溫層及恒溫控制元件2-5，通過溫控器控制加熱并保持恒溫在120度以上，同時前段可與煙塵過濾恒溫加熱單元1密封旋接。

進一步地，光源發(fā)射及準直單元3包括光源及控制裝置、準直透鏡(或拋物面準直鏡)3-3，光源發(fā)出的光經(jīng)過準直后，穿過折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2的窗片進入檢測氣室。

進一步地，所述光源會聚單元4包括匯聚透鏡或拋物面會聚鏡4-1、傳輸光纖4-5，由折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2出來的光經(jīng)匯聚后通過傳輸光纖將光譜導(dǎo)入光譜分光及信號發(fā)送單元5。

進一步地，所述光譜分光及信號發(fā)送單元5包括微型光譜儀5-1及USB傳輸線5-2。

進一步地，所述煙氣冷凝排水單元6包括電子制冷器6-3、排水蠕動泵、進氣嘴6-1及出氣嘴6-2。

本實用新型的一種對接式多光路原位熱濕法煙道氣體檢測儀中，主要結(jié)構(gòu)特點在于：

A采取全程加熱測量模式，對煙塵過濾恒溫加熱單元、折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元進行加熱并控制其加熱溫度，分別設(shè)置130-220℃/120-220℃的控制目標，解決水分冷凝導(dǎo)致的二氧化硫、二氧化氮、氨氣測量結(jié)果偏低的問題，同時適用目前國內(nèi)的超低排放監(jiān)測。

B采用對接式結(jié)構(gòu)設(shè)計，煙塵過濾恒溫加熱單元1及折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2密封旋接，設(shè)計不同長度的煙塵過濾恒溫加熱單元1以適用不同管壁厚度的煙道，同時減小儀器的包裝箱，便于攜帶。

C檢測氣室采用折返式多光路模式，內(nèi)置道威棱鏡可實現(xiàn)多次反射，增大監(jiān)測光程，提高儀器的最低檢測限，同時縮小氣室容積，降低儀器的T90和T10時間，提高儀器整機性能。

D檢測器出氣嘴連接電子制冷器，將已經(jīng)完成煙氣SO2、NO、NO2、NH3監(jiān)測的高溫?zé)煔庵评涑?，以保護監(jiān)測儀主機內(nèi)的質(zhì)量流量計、采樣泵以及O2、CO、CO2傳感器。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

A測量光程的延長，解決了固定污染源超低排放氣態(tài)污染物的監(jiān)測問題，DML可達到0.1-1mg/m3，完全滿足市場需求；

B對接式結(jié)構(gòu)設(shè)計使得便攜式儀器現(xiàn)場攜帶便利性凸顯，減輕工作人員現(xiàn)場工作強度。

C為環(huán)境監(jiān)測、監(jiān)管部門提供一款實時在線標定CEMS的便攜式儀器；

D填補氨法脫硝后氨逃逸的檢測方法，一機多用，降低顧客購置使用成本。

實現(xiàn)上述目的，主要基于以下技術(shù)的實施：

1粉末冶金過濾器、采樣管恒溫加熱裝置的使用，可過濾煙塵并避免水蒸氣冷凝；

2折返式多光路(道威棱鏡)的使用，使得檢測器在不改變檢測氣室容積的前提下，延長2倍以上光程(取決于道威棱鏡的個數(shù))，大大提高檢測器的DML水平；

3折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2的使用，使氣室中的煙氣溫度恒定在120-220℃，避免水蒸氣冷凝及焦油、銨鹽等物質(zhì)析出，降低上述氣體對窗片、道威棱鏡的附著，減少清洗氣體窗片、道威棱鏡的次數(shù)。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是整機示意圖。

圖2是煙塵過濾恒溫加熱單元示意圖。

圖3是折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元示意圖。

圖4是光源發(fā)射及準直單元示意圖。

圖5是光源會聚單元示意圖。

圖6是光譜分光及信號發(fā)送單元示意圖。

圖7是煙氣冷凝排水單元示意圖。

圖8是恒溫控制元件示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例的附圖，對本實用新型實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本實用新型的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1-8，為本實用新型的一種對接式多光路原位熱濕法煙道氣體檢測儀優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，具體為一種鍋爐或爐窯超低排放的煙氣中SO2、NO、NO2、NH3等氣體的光學(xué)方法測試儀的檢測裝置，它包括煙塵過濾恒溫加熱單元1、折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2、光源發(fā)射及準直單元3、光源會聚單元4、光譜分光及信號發(fā)送單元5、煙氣冷凝排水單元6，其中煙塵過濾恒溫加熱單元1為長筒狀結(jié)構(gòu)，設(shè)置在折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2前部，光源發(fā)射及準直單元3、光源會聚單元4設(shè)置在折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2后部，光譜分光及信號發(fā)送單元5、煙氣冷凝排水單元6均設(shè)置在光源發(fā)射及準直單元3、光源會聚單元4的下方。所述煙塵過濾恒溫加熱單元1包括金屬粉末冶金濾筒1-2及其夾持器、加熱元件、保溫層及恒溫控制元件1-4；所述折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2包括檢測氣室2-4、窗片2-6、道威棱鏡2-3、進氣嘴2-2、出氣嘴2-7，溫度傳感器、壓力傳感器及纏繞式加熱元件、保溫層及恒溫控制元件2-5，通過溫控器控制加熱并保持恒溫在120度以上，同時前段可與煙塵過濾恒溫加熱單元1密封旋接；光源發(fā)射及準直單元3包括光源及控制裝置、準直透鏡(或拋物面準直鏡)3-3，光源發(fā)出的光經(jīng)過準直后，穿過折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2的窗片進入檢測氣室；所述光源會聚單元4包括匯聚透鏡(或拋物面會聚鏡)4-1、傳輸光纖4-5，由折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2出來的光經(jīng)匯聚后通過傳輸光纖將光譜導(dǎo)入光譜分光及信號發(fā)送單元5；所述光譜分光及信號發(fā)送單元5包括微型光譜儀5-1及USB傳輸線5-2；所述煙氣冷凝排水單元6包括電子制冷器6-3、排水蠕動泵、進氣嘴6-1及出氣嘴6-2。采集的煙氣先經(jīng)過金屬粉末冶金濾筒1-2過濾煙塵，不銹鋼樣品采集管外置加熱帶、保溫材料、保護套管并通過測溫元件測量其溫度，由溫控器控制其加熱的實施，保持溫度恒定在120-220℃之間；同時可與折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元2進氣嘴密封旋接。

所述檢測器氣路工作流程為：煙道內(nèi)含有被測氣體的煙道氣經(jīng)過1煙塵過濾恒溫加熱單元前端的1-1采樣頭，將煙道氣中的粗大顆粒物或雜質(zhì)過濾掉，之后經(jīng)過1-2金屬粉末冶金濾筒將大于2μm以上的顆粒物(煙塵)過濾掉，經(jīng)過濾后的煙道氣經(jīng)1-3聚四氟乙烯管道進入到2折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元的2-2進氣嘴，由進氣嘴進入檢測氣室，在檢測氣室內(nèi)經(jīng)過特殊設(shè)計的通路及2-4檢測氣室通道，最終到達2-7出氣嘴，再經(jīng)溫度和壓力傳感器后進入6煙氣冷凝排水單元的6-5進氣嘴，經(jīng)過冷凝通道后進入6-1儲水杯，冷凝水留在儲水杯中，氣體經(jīng)6-2出氣嘴進入連接主機的管道。本專利所述檢測器光路工作流程為：4光源發(fā)射及準直單元的3-2發(fā)射紫外光，經(jīng)3-3準直透鏡后，準直成為平行光，平行光從3折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元的2-6檢測氣室窗片之左窗片進入到2-4檢測氣室通道之左通道，經(jīng)2-3道威棱鏡反射后，進入2-4檢測氣室通道之右通道，再經(jīng)2-6檢測氣室窗片之右窗片，到達5光源會聚單元，平行光經(jīng)由4-1匯聚透鏡匯聚后，由4-5光纖將光信號出送給5光譜分光及信號發(fā)送單元的5-1微型光譜儀，微型光譜儀將獲得的光譜信號進行處理，并將處理結(jié)果通過5-2USB轉(zhuǎn)接座及數(shù)據(jù)線傳送給主機。

本專利所述檢測器加熱制冷工作流程為：1煙塵過濾恒溫加熱單元和2折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元分別采用纏繞式加熱元件對其進行加熱，加熱元件外層設(shè)保溫層，恒溫控制元件采用7-1一控二溫控表進行恒溫控制，一控二溫控表采用485信號與主機進行通信，可由主機對其進行控制；6煙氣冷凝排水單元采用單獨專用適配器進行供電，內(nèi)置制冷片，采用帕爾貼原理進行持續(xù)制冷。

本專利所述檢測器組裝拆卸流程：2折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元、3光源發(fā)射及準直單元、4光源會聚單元、5光譜分光及信號發(fā)送單元為一體化設(shè)計，1煙塵過濾恒溫加熱單元和2煙氣冷凝排水單元采用對接式快裝設(shè)計，使用時將2煙塵過濾恒溫加熱單元的1-6活動螺母擰在2折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元的2-2進氣嘴上，通過擠壓1-7密封墊，實現(xiàn)對接及氣路密封；將6煙氣冷凝排水單元的6-5進氣嘴與7-2出氣嘴活動螺母擰在一起，通過錐密封實現(xiàn)密封；將7-3分別擰在2折返式多光路恒溫加熱檢測氣室單元和5光譜分光及信號發(fā)送單元的把手座上。拆卸反之。

本實用新型專利的實施可有效避免鍋爐或爐窯煙氣測試時，由于水分冷凝吸收SO₂、NO₂、NH₃氣體而使上述氣體測試結(jié)果不準確之事件發(fā)生，并對測試結(jié)果進行溫度和壓力修正，大大提高測試精度；同時加大氣體監(jiān)測的光程，大大降低上述氣體的檢測限；并減小監(jiān)測氣室的體積，減少儀器儀器檢測T90和T10的時間；對接式的使用，可縮小檢測器的外包裝箱長度，便于攜帶；可實現(xiàn)長短采樣管的換用，適應(yīng)不同管壁厚度煙道氣測試。

應(yīng)該理解，盡管參考其示例性的實施方案，已經(jīng)對本實用新型進行具體地顯示和描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不背離由權(quán)利要求書所定義的本實用新型的精神和范圍的條件下，可以在其中進行各種形式和細節(jié)的變化，可以進行各種實施方案的任意組合。