CN102297841A - 一种基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪 - Google Patents

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魏永杰
耿晓娟
陈文亮
徐可欣
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Tianjin Tongyang Science &Technology Development Co., Ltd.
Hebei University of Technology
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TIANJIN TONGYANG SCIENCE &TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
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Abstract

一种基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪，属于烟气自动监测技术领域。本发明测量***包括光源、发射光纤、烟气探头、接收光纤和光谱仪。由光源发出的光耦合到发射光纤，经透镜准直后射向位于烟气探头另一端的角锥棱镜，经角锥棱镜反射后携带烟气的特征吸收光谱，再次经透镜聚焦后耦合到接收光纤，并由接收光纤另一端送入光谱仪进行分析，从而得到烟道中待测气体的含量。本发明用光纤代替光学透镜和反射镜，简化了光路，有利于仪器调整和提高光电检测信号的信噪比。同时，本发明提出的烟气自动监测仪重量轻，结构简单，利于安装、维护以及防尘和散热。

Description

一种基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪
【技术领域】：
本发明属于烟气自动监测技术领域，具体地说是一种根据吸收光谱测量气体成分的烟气自动监测仪。
【背景技术】：
在烟道排放气体的监测中，可采用点式仪器进行采样和分析，但这种方法取样的时空代表性较差，而且一台点式监测仪器一般只能监测一种气体。利用线采样方式的差分吸收光谱法测量烟道中的排放气体，测量范围大，可实现多组份测量，并且可以连续实时在线测量。因此，该方法逐渐成为环境污染监测的理想工具。
受透镜和反射镜共同组成的光学***结构的限制，目前基于吸收光谱的烟气自动检测***中，只能将光源、烟气探头、光谱仪整合为一体式结构。测量时，需将烟气探头***烟道，其它部件与烟气探头相连，直接安放在烟道壁上。整个测量***部件多、体积和重量大，给安装和维护带来了很大困难；光源和光谱仪均被密封在防尘机壳内，不利于散热，***对外界环境温度的稳定性要求很高；且由于所测烟道通常具有较强的腐蚀性，对部件的防腐和保护提出了很高要求。
【发明内容】：
本发明的目的是解决现有基于吸收光谱的烟气自动监测仪结构复杂、安装和维护困难、仪器防腐和散热要求高的问题，提供一种基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪。
本发明提供的基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪，包括光源1、光纤耦合透镜2、发射光纤3、接收光纤4、准直透镜5、角锥棱镜6和光谱仪7。光源1发出的连续光谱经光纤耦合透镜2到发射光纤3入射端，经发射光纤3的出射端射出后，经准直透镜5准直后平行射出，到达角锥棱镜6后被沿原方向反射，再次经同一准直透镜6聚焦后进入接收光纤，最后经接收光纤4出射端射出后送入光谱仪7，由光谱仪7进行光谱检测。
所述的光源、烟气探头、光谱仪均为独立结构，通过发射光纤和接收光纤进行信号传输。烟气探头由准直透镜和角锥棱镜及固定它们的镜筒所构成。
本发明的优点和积极效果：本发明提供的基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪，可将光源和光谱仪独立于烟气探头，通过发射光纤和接收光纤进行信号传输。烟气探头***烟道内，光源和光谱仪安放在与烟道距离较远的区域，从而减小了原整体式仪器的重量，利于安装、维护以及防尘和散热。同时，本发明提供的基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪，减小了光学透镜和反射镜的数量，简化了光路，有利于调整仪器和提高光电检测信号的信噪比。
【附图说明】：
图1是本发明提供的基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪结构示意图。
【具体实施方式】：
实施例1
图1所示为本实施例提供的基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪，该仪器包括光源1、光纤耦合透镜2、发射光纤3、接收光纤4、准直透镜5、角锥棱镜6和光谱仪7。
测量时，由光源1发出的连续光谱经光纤耦合透镜2耦合到发射光纤3入射端，经发射光纤传输后由其出射端射出后，经准直透镜5准直后平行射出，到达角锥棱镜6后被沿原方向反射，再次经同一准直透镜5聚焦后进入接收光纤4，最后经接收光纤射出后送入光谱仪，由光谱仪进行光谱检测。光谱仪根据气体的特征吸收光谱可反演得到烟道中气体的浓度。所述的光源、烟气探头、光谱仪均为独立结构，通过发射光纤和接收光纤进行信号传输。

Claims (3)

1.一种基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪，其特征在于，包括光源(1)、光纤耦合透镜(2)、发射光纤(3)、接收光纤(4)、准直透镜(5)、角锥棱镜(6)和光谱仪(7)；光源(1)发出的连续光谱经光纤耦合透镜(2)耦合到发射光纤(3)入射端，经发射光纤(3)的出射端射出后，经准直透镜(5)准直后平行射出，到达角锥棱镜(6)后被沿原方向反射，再次经同一准直透镜(5)聚焦后进入接收光纤(4)，最后经接收光纤(4)出射端射出后送入光谱仪(7)，由光谱仪(7)进行光谱检测。其中准直透镜(5)和角锥棱镜(6)组成烟气探头。
2.根据权利要求1所述的基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪，其特征在于，采用发射光纤和接收光纤代替光学透镜和反射镜。
3.根据权利要求1或2所述的基于光纤发射和接收信号的烟气自动监测仪，其特征在于所述的光源、烟气探头、光谱仪均为独立结构，通过发射光纤和接收光纤进行信号传输。
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