水泥轉爐窯尾輻射光譜檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于窯爐尾氣體溫度、濃度檢測領域，具體涉及一種水泥轉爐窯尾輻射光譜檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]燃燒是一個復雜的多相反應過程，對燃燒機理和過程的研究有利于燃燒過程的控制、污染排放的抑制以及燃燒效率的提高，其中燃燒溫度的檢測是上述研究中的關鍵技術，同時也是國內外燃燒分析技術所關注的熱點問題。從總體上分類，測量溫度的方法有兩種:接觸式測量和非接觸式測量。傳統(tǒng)的熱電偶接觸式測量，雖然測量準確且精度高，但在高溫，有毒等特殊條件下無法應用，必須采用非接觸的遙感測量。由于工業(yè)窯爐高溫、高粉塵環(huán)境特性，傳統(tǒng)點式氣體分析儀器和溫度測量儀器難以滿足燃燒過程參數(shù)長期、可靠、精確測量的要求。
[0003]另外，燃燒過程中氣體組分濃度的檢測也是上述研究中的關鍵技術，對于水泥轉爐窯尾主要針對的是二氧化硫和一氧化碳。水泥工業(yè)過程中S02氣體主要來源于水泥原料或燃料中的含硫化合物，及在高溫氧化條件下生成的硫氧化物。S02是含硫大氣污染物中最重要的一種。S02為無色、有刺激性臭味的有毒氣體，不可燃，易液化。S02是造成全球大范圍酸雨的主要原因。水泥工業(yè)過程中CO的主要來源是水泥煅燒過程中碳的不完全燃燒，屬易燃物質。使用電除塵器處理窯尾廢氣時，常因廢氣中CO濃度過高而引起爆炸。CO為無色無嗅氣體，不易液化和固化，微溶于水。CO燃燒時在空氣中呈藍色火焰，能與許多金屬或非金屬反應，與氯氣反應生成極毒的光氣(C0CL2)。在立窯窯面或檢修除塵器時，不時發(fā)生中毒事件。目前傳統(tǒng)的濃度檢測方法大都采用抽取式測量，抽取式測量的不足之處在于，抽取過程中樣品受吸附、其他物質污染、人為因素等干擾，對測量精度有一定的影響，收取過程耗時較長，測量結果不能實時的反應氣體濃度的變化。
[0004]然而，根據(jù)現(xiàn)有理論知識可知，氣體的溫度和濃度都可以采用紅外輻射信號的光譜分析得出，因此就需要一種能夠對窯爐的紅外輻射信號進行精確檢測的系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能夠檢測水泥轉爐窯尾紅外輻射光譜的水泥轉爐窯尾輻射光譜檢測系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術方案:一種水泥轉爐窯尾輻射光譜檢測系統(tǒng)，包括水泥轉爐窯尾的側壁上開設的通光窗口，所述通光窗口外側設有光譜儀，所述光譜儀與通光窗口之間設有光學導入裝置用于將通光窗口中散射的紅外輻射準直為平行光束并將該平行光束導入光譜儀內；所述光譜儀包括用于接收所述平行光束并對該平行光束進行干涉調制的干涉儀，干涉儀的出射平行光束經拋物面反射鏡匯聚后進入紅外探測器。
[0007]本發(fā)明的技術效果在于:采用光學導入裝置將紅外輻射會聚成平行光束，然后再通過干涉儀對平行光束進行干涉調制，調制后的光束經聚焦后進入紅外探測器，對探測器獲取的電信號進行數(shù)據(jù)處理后可得包含有待測組分吸收信息的光譜數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖；
[0009]圖2、3是本發(fā)明中的干涉儀的立體結構示意圖；
[0010]圖4、5是本發(fā)明的干涉儀的俯視圖；
[0011]圖6是本發(fā)明實施例2的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，一種水泥轉爐窯尾輻射光譜檢測系統(tǒng)，包括水泥轉爐窯尾60的側壁上開設的通光窗口 61，所述通光窗口 61外側設有光譜儀70，所述光譜儀70與通光窗口 61之間設有光學導入裝置80用于將通光窗口 61中散射的紅外輻射準直為平行光束并將該平行光束導入光譜儀70內；所述光譜儀70包括用于接收所述平行光束并對該平行光束進行干涉調制的干涉儀72，干涉儀72的出射平行光束經拋物面反射鏡73聚焦后進入紅外探測器71。本發(fā)明采用光學導入裝置80將紅外輻射會聚成平行光束，然后再通過干涉儀72對平行光束進行干涉調制，調制后的光束經聚焦后進入紅外探測器71，對探測器獲取的電信號進行數(shù)據(jù)處理后可得包含有待測組分吸收信息的光譜數(shù)據(jù)。
[0013]優(yōu)選的，如圖2、5所示，所述干涉儀72包括固定設置的分束鏡10，平行光束入射到該分束鏡10上，形成透射光束和反射光束；還包括由相互平行且相對設置的第一反射鏡21和第二反射鏡22構成的反射通道，所述分束鏡10位于該反射通道的一端，所述透射光束和反射光束進入該反射通道并在第一、第二反射鏡21、22之間反射，所述透射光束和反射光束至少分別在第一、第二反射鏡21、22上反射一次，然后從反射通道另一端射出，該射出端設有與透射光束垂直的第一后向反射鏡31以及與反射光束垂直的第二后向反射鏡32，所述透射光束和反射光束分別經第一、第二后向反射鏡31、32反射后由原路徑返回，并在分束鏡10匯合形成干涉平行光束；所述第一、第二反射鏡21、22相對于底座40同步轉動設置，且轉軸垂直于透射光束和反射光束所在的平面。本發(fā)明采用四平面鏡雙臂掃擺式干涉儀系統(tǒng)，用于傅立葉變換光譜儀，通過轉動第一、第二反射鏡21、22，可以同時改變兩路不同光路的光程，從而通過轉動較小的角度，即可獲得較大的光程差，進而提高了儀器的分辨率。
[0014]優(yōu)選的，所述分束鏡10、第一、第二反射鏡21、22以及第一、第二后向反射鏡31、32均安裝在一底座40上，所述底座40上設有轉動平臺20，所述轉動平臺20由驅動單元驅動旋轉，所述第一、第二反射鏡21、22均安裝在轉動平臺40上且分置于轉動平臺40兩側。
[0015]進一步的，如圖3所示，所述第一、第二后向反射鏡31、32安裝在調節(jié)支架上，所述調節(jié)支架包括立式設置的第一彈性安裝板33和第二彈性安裝板34，所述第一彈性安裝板33的一條豎邊與底座40上設置的框架30固接，第二彈性安裝板34的一條橫邊與該框架30固接，第一、第二彈性安裝板33、34由于自身彈性可繞固定邊擺動，所述第一、第二彈性安裝板33、34的擺動端均設有螺紋孔，所述螺紋孔內設有調節(jié)螺釘35，所述調節(jié)螺釘35頂在框架30上，所述框架上還設有兩導銷36，所述兩導銷36分別穿過第一、第二彈性安裝板33、34且外端設有凸肩，所述導銷上套設有復位彈簧37，所述第一后向反射鏡31安裝在第一彈性安裝板33的內側，所述第二后向反射鏡32安裝在第二彈性安裝板34的內側。第一彈性安裝板33能夠對第一后向反射鏡31的左右偏轉角進行微調，進而調整所述透射光束的水平位移，第二彈性安裝板34能夠對第二后向反射鏡32的俯仰角進行微調，進而調整反射光束的縱向位移，兩者協(xié)同調節(jié)，就能夠使分束鏡上匯合的透射光束和反射光束重合。
[0016]本發(fā)明提供了兩種光學導入裝置的具體實施例:
[0017]實施例1
[0018]如圖1所示，作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述光學導入裝置80包括筒狀殼體81，筒狀殼體81內遠離通光窗口 61的一端設有凹面鏡82，所述凹面鏡82的焦點處設有一凸面鏡83，所述凹面鏡82的中心處設有一通孔，通光窗口 61射出的福射光束經所述凹面鏡82聚焦后入射到凸面鏡83，經凸面鏡