CN201210141Y - ***体浓度测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种***体浓度测量仪，属于气体浓度测量技术领域，所要解决的问题是：提供一种***体浓度测量仪，能够自动校准、稳定可靠、准确测量气体浓度，采用的方案为：***体浓度测量仪，主要包括探头装置和测量电路构成，所述的探头装置的结构为：在探头壳体的左侧自右向左依次同轴设置有目镜、聚光镜和红外激光源，探头壳体的内腔为横向通光孔，在目镜的同轴右侧固定有半透明分光板，在半透明分光板的右侧设置有物镜，在横向通光孔中，且在半透明分光板的正上方设置有红外光敏管，在探头壳体的右侧设置有弧形凹槽，弧形凹槽内设置有可沿着弧形凹槽转动的挡光装置的挡光板，本实用新型广泛应用到各种气体浓度测量领域中。

Description

***体浓度测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种***体浓度测量仪，具体涉及一种利用***体光谱吸收原理制成的，对电力行业、化学工业、水泥工业、钢铁工业、垃圾焚烧工业、危险废弃物焚烧、各种工业锅炉、窑炉及其它工业过程中产生的固定排放源所排放气体的浓度进行在线连续测量设备，属于气体浓度测量技术领域。

背景技术

对于电力行业、化学工业、水泥工业、钢铁工业、垃圾焚烧工业等行业，为了烟气污染物达标排放、安全生产控制、优化生产工艺等方面的需要，对生产过程中产生的气体提出了在线监测、在线分析的要求，本实用新型采用半导体吸收光谱技术研制了***体浓度测量装置。现有的在线气体监测和分析***普遍采用抽取技术，经复杂的预处理后，再利用光学方法或者电化学方法进行测量分析其中的气体组分浓度，这种气体浓度测量方法多是利用红外光源的气体光谱吸收原理，但因在测量过程中，有很多因素影响着气体组分的变化，从而影响到测量的准确度，如外界环境及温度的变化、样本气体偏离原始环境状态而导致组分变化，电源线路干扰等都会影响光源光强度的变化和光敏器件的接收。虽然采取一定措施，如对样本气体进行伴热保温传送，高温分析测量，但因室外环境和使用条件恶劣，气体浓度的测量总会受烟气和工业过程气体中的各种微粒、采样机构的缺陷，特别是水组分的影响，使测量不准确，影响了测量的准确度。为此，必须考虑采用其他方法才能保证测量的准确度。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的缺陷，所要解决的问题是：提供一种***体浓度测量仪，能够自动校准、稳定可靠、准确测量气体浓度。

为了解决上述问题，本实用新型采用的方案为：***体浓度测量仪，主要包括探头装置和测量电路构成，所述测量电路结构为预处理及功率控制器通过导线连接有红外激光源、红外光敏管和信号调制电路，信号调制电路通过导线依次与信号放大电路、信号解调电路、V/I转换电路和终端处理设备相连；所述的探头装置主要包括：红外激光源、聚光镜、目镜、红外光敏管、空心的探头壳体、物镜、半透明分光板，其结构为：在探头壳体的左侧自右向左依次同轴设置有目镜、聚光镜和红外激光源，探头壳体的内腔为横向通光孔，在目镜的同轴右侧固定有半透明分光板，在半透明分光板的右侧设置有物镜，在横向通光孔中，且在半透明分光板的正上方设置有红外光敏管，在探头壳体的右侧设置有弧形凹槽，弧形凹槽内设置有可沿着弧形凹槽转动的挡光装置的挡光板。

在上述横向通光孔24中，且在半透明分光板的正下方设置有封闭的标准气室、聚光反光镜和调节压阀；所述的弧形凹槽还可以延伸到探头壳体的下方，挡光装置的挡光板也可以延伸到探头壳体下方的弧形凹槽内。

所述挡光装置主要包括：所述挡光装置主要包括旋转装置和弧形遮光板，所述的旋转装置位于探头壳体11中间位置的前方；所述弧形遮光板固定在旋转装置的右下方，且位于半透明分光板和物镜以及半透明分光板和标准气室之间，挡光板的右侧设置有第一通光孔，其左下部设置有第二通光孔；所述旋转装置结构为：遮光板通过与其相垂直的平板与轴孔座，控光板通过螺钉固定在轴孔座上，轴孔座的轴孔内套装有支轴，支轴的左端为螺纹杆，螺纹杆拧在其左侧的探头壳体的螺孔内，控光片中间设置有一U形口，U形口的内侧左右各安装着1个磁性座，磁性座上安装着永磁体，U形口设置在铁芯的两端并与铁芯的两端相对应，铁芯固定在探头壳体中间位置的前方。

上述半透明分光板与聚光镜和物镜的中心轴线成45°的夹角；红外光敏管和半透明分光板中心的轴线与聚光镜和物镜的中心轴线成90°的夹角。

本实用新型***体浓度测量仪与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型在半透明分光板和物镜之间设置有挡光装置，所述的挡光装置能够选择性的开通或者遮挡通过物镜反射到半透明分光板的信号光，红外光敏管与半透明分光板中心的反向延长线上自上而下设置有所述的挡光装置、封闭的标准气室和聚光反光镜，挡光装置能够选择性的开通或者遮挡通过聚光反光镜和标准气室反射到半透明分光板的参考光；挡光装置还可以只能单独通过物镜反射到半透明分光板的信号光或者单独通过聚光反光镜和标准气室反射到半透明分光板的参考光，这样可以无需采样，只需在封闭的标准气室内盛装待测气体的标准气体，即可实现现场气体浓度的测量，加设可挡住光线的挡光装置和封闭的标准气室和聚光反光镜，还可对测量装置零点、光源的发光管的老化衰减引起的误差进行校正。本实用新型利用可调谐的激光器和调谐模块，可以实现被测气体的吸收光谱和不吸收光谱的光束的发射和接收，从而克服了环境气体、颗粒物、以及窗口的不透明度变化对测量准确度的影响，从而能够自动校准、稳定可靠、准确测量气体浓度。

附图说明

下面结合附图对本实用新型***体浓度测量仪做进一步描述：

图1为本实用新型***体浓度测量仪的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图2的右视图。

图中，1—红外激光源、2—聚光镜、3—目镜筒、4—目镜、5—目镜连接座、6—反光镜安装圈、7—红外光敏管、8—光敏管安装座、9—管盖、10—上通光孔、11—探头壳体、12—弧形挡光板、13—第一通光孔、14—物镜筒、15—物镜、16—弧形凹槽、17—垂轴光管、18—密封玻璃、19—标准气室、20—聚光反光镜座、21—调节压圈、22—聚光反光镜、23—第二通光孔、24—横向通光孔、25—半透明分光板、26—光纤固定座、27—烟气流、28—反光镜座、29—反光镜、30—密封圈、31—保护玻璃、32—控光板、33—铁芯、34—通电线包、35—螺纹杆、36—螺孔、37—支轴、38—轴孔座、39—螺钉、40—永磁体、41—磁性座、42—U形口、43—挡光装置、44—旋转装置、45—预处理及功率控制器、47—信号调制电路、48—信号放大电路、49—信号解调电路、50—V/I转换电路、51—终端处理设备。

具体实施方式

图1为本实用新型***体浓度测量仪的结构示意图，图2为图1左视图，图3为图2的右视图，图1、图2和图3所示的***体浓度测量仪，主要包括探头装置和测量电路构成，所述测量电路结构为预处理及功率控制器45通过导线连接有红外激光源1、红外光敏管7和信号调制电路47，信号调制电路47通过导线依次与信号放大电路48、信号解调电路49、V/I转换电路50和终端处理设备51相连；所述的探头装置主要包括：红外激光源1、聚光镜2、目镜4、红外光敏管7、空心的探头壳体11、物镜15、半透明分光板25，其结构为：在探头壳体11的左侧通过目镜连接座5自右向左依次同轴设置有目镜4、目镜筒3、聚光镜2和红外激光源1；探头壳体11的内腔为横向通光孔24，在目镜4的同轴右侧固定有反光镜安装圈6，在反光镜安装圈6的左侧固定有半透明分光板25；在半透明分光板25的右侧设置有物镜筒14，物镜筒14内腔的右侧设置有物镜15，半透明分光板25与聚光镜2和物镜15的中心轴线成45°的夹角；在横向通光孔24中，且在半透明分光板25的正上方设置有上通光孔10，在上通光孔10的上方设置有管盖9，管盖9的上方设置有光敏管安装座8，光敏管安装座8内设置有红外光敏管7；在横向通光孔24中，且在半透明分光板25的正下方设置有垂直光管17，垂直光管17的正下方连接有封闭的标准气室19，在标准气室19设置有聚光反光镜座20，聚光反光镜座20内自上而下设置有聚光反光镜22和调节压阀21；在探头壳体11的右侧和下部均设置有弧形凹槽16，弧形凹槽16位于半透明分光板25和物镜15之间，还位于标准气室19和半透明分光板25之间；红外光敏管7和半透明分光板25中心的轴线与聚光镜2和物镜15的中心轴线成90°的夹角。

所述挡光装置43主要包括：所述挡光装置43主要包括旋转装置44和弧形遮光板12，所述的旋转装置44位于探头壳体11中间位置的前方；所述弧形遮光板12固定在旋转装置44的右下方，且位于半透明分光板25和物镜15以及半透明分光板25和标准气室19之间。挡光板12的右侧设置有第一通光孔10，其左下部设置有第二通光孔23；所述旋转装置44结构为：遮光板12通过与其相垂直的平板与轴孔座38，控光板32通过螺钉39固定在轴孔座38上，轴孔座38的轴孔内套装有支轴37，支轴37的左端为螺纹杆35，螺纹杆35拧在其左侧的探头壳体11的螺孔36内，控光片32中间设置有一U形口42，U形口42的内侧左右各安装着1个磁性座41，磁性座41上安装着永磁体40，U形口42设置在铁芯33的两端并与铁芯33的两端相对应，铁芯33固定在探头壳体11中间位置的前方。

图3中左侧的永磁体40与铁芯33的左端相吸合时，弧形遮光板12绕着轴孔座38顺时针旋转，弧形遮光板12的第一通光孔13与横向通光孔24相通，第二通光孔23错开垂直光轴17，并由弧形遮光板12的其它实体部分挡住垂直光轴17，此时进行气体浓度的测量，当图中的右侧的永磁体40与铁芯33的右端相吸合时，弧形遮光板12绕着轴孔座38逆时针旋转，弧形遮光板12的第二通光孔23与垂直光轴17相通，而第一通光孔13错开横向通光孔24并由弧形遮光板12的其它实体部分挡住纵向通光孔24，此时进行***的校正。

Claims (4)

1、***体浓度测量仪，主要包括探头装置和测量电路构成，所述测量电路结构为预处理及功率控制器(45)通过导线连接有红外激光源(1)、红外光敏管(7)和信号调制电路(47)，信号调制电路(47)通过导线依次与信号放大电路(48)、信号解调电路(49)、V/I转换电路(50)和终端处理设备(51)相连；其特征是所述的探头装置主要包括：红外激光源(1)、聚光镜(2)、目镜(4)、红外光敏管(7)、空心的探头壳体(11)、物镜(15)、半透明分光板(25)，其结构为：在探头壳体(11)的左侧自右向左依次同轴设置有目镜(4)、聚光镜(2)和红外激光源(1)，探头壳体(11)的内腔为横向通光孔(24)，在目镜(4)的同轴右侧固定有半透明分光板(25)，在半透明分光板(25)的右侧设置有物镜(15)，在横向通光孔(24)中，且在半透明分光板(25)的正上方设置有红外光敏管(7)，在探头壳体(11)的右侧设置有弧形凹槽(16)，弧形凹槽(16)内设置有可沿着弧形凹槽(16)转动的挡光装置(43)的挡光板(12)。

2、根据权利要求1所述的***体浓度测量仪，其特征是：在横向通光孔(24)中，且在半透明分光板(25)的正下方设置有封闭的标准气室(19)、聚光反光镜(22)和调节压阀(21)；所述的弧形凹槽(16)还可以延伸到探头壳体(11)的下方，挡光装置(43)的挡光板(12)也可以延伸到探头壳体(11)下方的弧形凹槽(16)内。

3、根据权利要求1或2所述的***体浓度测量仪，其特征是所述挡光装置(43)主要包括：所述挡光装置(43)主要包括旋转装置(44)和弧形遮光板(12)，所述的旋转装置(44)位于探头壳体(11)中间位置的前方；所述弧形遮光板(12)固定在旋转装置(44)的右下方，且位于半透明分光板(25)和物镜(15)以及半透明分光板(25)和标准气室(19)之间，挡光板(12)的右侧设置有第一通光孔(10)，其左下部设置有第二通光孔(23)；

所述旋转装置(44)结构为：遮光板(12)通过与其相垂直的平板与轴孔座(38)，控光板(32)通过螺钉(39)固定在轴孔座(38)上，轴孔座(38)的轴孔内套装有支轴(37)，支轴(37)的左端为螺纹杆(35)，螺纹杆(35)拧在其左侧的探头壳体(11)的螺孔(36)内，控光片(32)中间设置有一U形口(42)，U形口(42)的内侧左右各安装着1个磁性座(41)，磁性座(41)上安装着永磁体(40)，U形口(42)设置在铁芯(33)的两端并与铁芯(33)的两端相对应，铁芯(33)固定在探头壳体(11)中间位置的前方。

4、根据权利要求3所述的***体浓度测量仪，其特征是半透明分光板(25)与聚光镜(2)和物镜(15)的中心轴线成45°的夹角；红外光敏管(7)和半透明分光板(25)中心的轴线与聚光镜(2)和物镜(15)的中心轴线成90°的夹角。

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