氣體分析系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣體分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在火電、煤礦、石油化工、冶金和環(huán)保等行業(yè)，隨著人們對氣體檢測的要求越來越高，測量技術(shù)與設(shè)備越來越受到人們的重視。近些年來，光學(xué)測量技術(shù)特別是可調(diào)諧激光吸收光譜技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，已經(jīng)在眾多行業(yè)中成功應(yīng)用。
[0003]基于可調(diào)諧激光吸收光譜技術(shù)的激光氣體分析系統(tǒng)有采樣式激光氣體分析系統(tǒng)和原位式激光氣體分析系統(tǒng)兩種。其中采樣式激光分析系統(tǒng)需要將待測氣體從測量管道中引出，而現(xiàn)有的采樣式激光分析系統(tǒng)通常體積較大，不能靠近測量管道布置，需要較長的管路來將待測氣體引入到測量氣室中，有些氣體成分在管路中會由于溫度改變而發(fā)生反應(yīng)或者吸附到管路上。而且，由于管路較長，采樣式激光分析系統(tǒng)還存在響應(yīng)時間太長等問題。
[0004]另外，現(xiàn)有的原位式激光氣體分析系統(tǒng)也存在就近分布后受振動、熱膨脹、粉塵影響導(dǎo)致測量誤差的問題。
[0005]因此需要一種新型的激光氣體分析系統(tǒng)來解決上面所存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于此，本發(fā)明提供了一種氣體分析系統(tǒng)，以力圖解決或至少緩解上面存在的問題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種氣體分析系統(tǒng)，包括:探桿，該探桿的一端插入并固定在測量通道中，適于收集測量通道中的待測氣體；檢測箱，與探桿另一端通過柔性管道連接，該檢測箱包括多次反射氣室，該氣室適于使進(jìn)入氣室的光信號經(jīng)過多次反射后射出；信號處理設(shè)備，與氣室通過信號線遠(yuǎn)程連接，適于驅(qū)動光源發(fā)射光信號至所述氣室，還適于接收所述氣室發(fā)射出的電信號。
[0008]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)中，探桿靠近檢測箱的一端具有過濾結(jié)構(gòu)。
[0009]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)中，該過濾結(jié)構(gòu)包括濾芯堵頭、濾芯、拉桿以及濾芯安裝塊。
[0010]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)中，探桿與檢測箱連接處密封填充有保溫材料。
[0011 ] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)中，氣室內(nèi)部設(shè)有一對分布在兩端的第一球面反射鏡和第二球面反射鏡。
[0012]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)中，氣室設(shè)有光信號發(fā)射端與光信號接收端，光信號發(fā)射端通過光纖連接至信號處理設(shè)備，光信號接收端經(jīng)信號線連接至信號處理設(shè)備。
[0013]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)中，光信號接收端連接有光電轉(zhuǎn)換裝置，該光電轉(zhuǎn)換裝置適于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號后傳輸至信號處理設(shè)備。
[0014]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)中，該氣室包括氣體出口，該出口處連接有引流結(jié)構(gòu)。
[0015]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)中，該引流結(jié)構(gòu)包括射流泵以及與其連接的壓縮空氣進(jìn)口，該引流結(jié)構(gòu)適于使待測氣體通過壓縮空氣的引流排放至測量箱外。
[0016]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)中，檢測箱包括三個部分，其中在上部包括各種開關(guān)，在中部包括該氣室，以及在下部包括適于控制溫度的控制電路。
[0017]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)中，檢測箱還包括加熱裝置和溫度測量裝置。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)，通過將檢測箱與信號處理設(shè)備分離開，減小檢測箱體積，從而實現(xiàn)了檢測箱在測量通道上的直接安裝，待測氣體從測量通道直接進(jìn)入氣室，提高了測量的響應(yīng)時間。信號處理設(shè)備也可獨立安裝，遠(yuǎn)離高溫高粉塵的損害。而且，因為沒有探頭箱、伴熱管線，也減少了安裝的工作和管線的損耗，避免了待測氣體經(jīng)過探頭箱和伴熱管線時冷凝、吸附。同時，探桿與檢測箱之間的柔性連接也避免了測量通道振動對測量產(chǎn)生的干擾。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的氣體分析系統(tǒng)采用多次反射氣室，有效的提高了測量精度。
【附圖說明】
[0019]為了實現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本文結(jié)合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面，這些方面指示了可以實踐本文所公開的原理的各種方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保護(hù)的主題的范圍內(nèi)。通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。遍及本公開，相同的附圖標(biāo)記通常指代相同的部件或元素。
[0020]圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)的示意圖；
[0021]圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)的側(cè)視圖；
[0022]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)中的探桿與測量通道連接示意圖；
[0023]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)中的過濾結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0024]圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)中的探桿與檢測箱連接處示意圖；
[0025]圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)中的探桿與檢測箱連接處側(cè)視圖；
[0026]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)中的第一閥門示意圖；
[0027]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)中的第二閥門示意圖；圖7_圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)中的氣室示意圖；
[0028]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)中的引流結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0029]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)中的檢測箱示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的氣體分析系統(tǒng)100的示意圖。如圖1所示，氣體分析系統(tǒng)100包括探桿110、檢測箱120以及信號處理設(shè)備130。探桿通常為圓柱形管狀。該探桿110—端插入并固定在測量通道中，適于收集測量通道中的待測氣體。一般地，如圖2所示，探桿插入到測量管道中，通過焊接法蘭和螺紋螺栓的方式與測量通道固定。探桿外部通常具有保溫層，該保溫層可以對探桿進(jìn)行加熱，保證探桿的溫度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，探桿110靠近檢測箱120的一端具有過濾結(jié)構(gòu)111。具體地，如圖3所示，該過濾結(jié)構(gòu)111包括濾芯堵頭1111、濾芯1112、拉桿1113以及濾芯安裝塊1114，適于去除待測氣體中雜質(zhì)，例如大顆粒粉塵、水蒸氣。
[0032]參照圖1所示，該氣體分析系統(tǒng)100還包括檢測箱120，該檢測箱120與探桿110另一端通過柔性管道連接。通常，檢測箱面向探桿的箱體處具有一個直徑大于探桿直徑的圓形開口，探桿通過該開口深入到檢測箱。由于該圓形開口的直徑大于探桿直徑，開口與探桿連接處會留有圓環(huán)狀縫隙，探桿與測量箱箱體間沒有直接接觸，因此測量通道的振動不會通過探桿直接傳導(dǎo)至檢測箱。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，探桿I1與檢測箱120連接處密封填充有保溫材料。如圖4所示實施例中，檢測箱120箱體開口與探桿110之間的縫隙，密封填充有保溫材料112，以保持檢測箱中溫度。該保溫材料可以同時具有消振功能，減緩探桿的振動。
[0033]由上可知，根據(jù)本發(fā)明的方案中探桿并沒有固定至檢測箱中，而是與檢測箱柔性連接，因此避免了測量通道的振動通過探桿傳至檢測箱中氣室，避免了氣室振動導(dǎo)致光路偏移引起的測量誤差，提高了測量準(zhǔn)確度。
[0034]檢測箱120包括多次反射氣室123，該氣室123適于使進(jìn)入氣室123的光信號經(jīng)過多次反射后射出。由上可知，探桿110通過過濾結(jié)構(gòu)111深入檢測箱120中與柔性管道相連，具體地，該柔性管道經(jīng)由第一閥門121和第二閥門122與該氣室123相連。應(yīng)該理解的是，柔性管道可以通過多種方式和氣室123相連。例如，柔性管道可以通過一個閥門和氣室相連，或者直接和氣室相連。所有上述方式都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0035]具體地，第一閥門121和第二閥門122為三通閥門。通常，第一閥門連接有壓縮空氣罐，適于反吹探桿和反吹探桿中過濾結(jié)構(gòu)的濾芯，對探桿和探桿中過濾結(jié)構(gòu)的濾芯進(jìn)行清潔。如圖5所示實施例中，第一閥門121可以包括氣動執(zhí)行元件1211、驅(qū)動氣接口 1212和三通接口 1213。
[0036]柔性管道經(jīng)由第一閥門121連至第二閥門122，第二閥門通常適于控制是待測氣體還是標(biāo)定氣體進(jìn)入與第二閥門相連的氣室中。如圖6所示實施例中，第二閥門122可以包括手柄1221、連桿1222以及三通接口 1223。
[0037]與第二閥門相連的氣室通常為Herr1tt型多次反射氣室。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，氣室123內(nèi)部設(shè)有一對分布在兩端的第一球面反射鏡1231和第二球面反射鏡1232。一般地，第一球面反射鏡設(shè)有供光線射入和射出的開孔，激光通過該射入開孔以特定的角度射入氣室，然后打到第二球面反射鏡上，激光束在兩個球面反射鏡中經(jīng)過特定次數(shù)的反射后，再由第一球面反射鏡的射出開孔處射出，從而完成測量。由于經(jīng)過多次反射，大大增加了氣體分析系統(tǒng)的測量光程，從而提高了氣體分析系統(tǒng)的測量精度。
[0038]如圖7-圖8所示實施例中，除了內(nèi)部設(shè)有第一球面反射鏡1231和第二球面反射鏡1232之外，氣室123上部具有觀察孔，以便用戶查看氣室中的激光對準(zhǔn)狀態(tài)。第一球面反射鏡1231或者第二球面反射鏡1232上連接有調(diào)節(jié)裝置1