CN209215173U - 基于烟气检测的激光分析仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于烟气检测的激光分析仪，包括检测单元、分析单元和风机，检测单元包括取样枪管、取样腔，所述取样腔沿轴心纵向安装有第一热电偶探头，第一热电偶探头外环形分布有多个弧形热电偶探头，同一平面内的多个弧形热电偶探头围成一个环形探测圈，各弧形热电偶探头首尾间隔；分析单元包括分析管、固定带、至少两组激光发射单元和激光接收单元，固定带采用透明柔性材料制成使其可以缠绕在分析管外壁并固定，调节激光发射单元和激光接收单元使其对称分布形成多组矢量测量通道；风机位于取样腔和分析管之间，用于将取样腔内的采样烟气抽入分析管内进行分析。本方案不仅可以提高烟气检测精度同时还能提高烟气分析的准确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气分析领域，具体涉及一种基于烟气检测的激光分析仪。
背景技术
在烟气分析领域必须涉及到烟气采样，即使用烟气测量探头伸入到待检测的环境中进行取样检测，然而现有技术中存在的问题在于，传统检测探头检测到的样品存在一定误差，为了解决该问题，目前提出了不少技术方案。
例如，公开号CN205642442U的中国专利公开了一种多功能烟气分析仪测量探头，包括测量杆本体，所述测量杆本体内部自顶端向下设置有至少两根热电偶；各个热电偶底端对应的水平位置不同，所述测量杆本体的侧壁与各个热电偶底端对应的位置分别设置有通孔；所述测量杆本体的侧壁上部设有两个水平连通管，一个水平连通管的端口设置旋转密封，另一个水平连通管用于连接烟气分析仪本体。该专利在烟气分析仪杆本体内部添加多个热电偶，在热电偶低端对应的测量杆位置处周圈开孔，在测量杆上部两侧各添加水平联通管（一侧旋转密封，另一侧接至烟气分析仪），烟气从测量杆周圈所开的孔进入测量杆内，烟气温度则被杆内布置的热电偶分段测量，烟气充分混合后从测量杆上部一侧水平连通管进入烟气分析仪本体进行烟气分析，对烟气进行更加精确地温度和成分分析测量工作，操作简单，易于实现。
上述专利采用多根热电偶分段测量，通过比对分析从而提高测量精度，然后在一个空间内的烟气分布是立体的三维的，而上述专利仅在纵向进行分段测量，在同一水平面内并未进行多次测量，从而使得测量精度仍存在不足。
除此之外，对于烟气的分析，目前采用最多的是激光分析仪，TDLAS技术本质上是一种光谱吸收技术，通过分析激光被气体的选择性吸收来获得气体的浓度。它与传统红外光谱吸收技术的不同之处在于，半导体激光光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽。
现有技术的缺点在于，对于管道气体而言，其流量不均匀，而传统的***体分析仪一般只设置有一组激光发射头和激光接收头，从而使得分析数据会因为流量不均匀造成偏差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于烟气检测的激光分析仪，不仅可以提高烟气检测精度同时还能提高烟气分析的准确度。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
基于烟气检测的激光分析仪，包括检测单元和分析单元，具体的：
所述检测单元包括取样枪管、取样腔，所述取样枪管与取样腔之间通过法兰连接，所述取样腔沿轴心纵向安装有第一热电偶探头，所述第一热电偶探头外环形分布有多个弧形热电偶探头，同一平面内的多个弧形热电偶探头围成一个环形探测圈，相邻两弧形热电偶探头首尾间设置有间隙；所述第一热电偶探头沿纵向分布有至少两个环形探测圈，两环形探测圈之间的弧形热电偶探头空间交叉分布，即上一圈的弧形热电偶探头首段对应下一圈的弧形热电偶探头中部；
所述分析单元包括分析管以及固定带、至少两组激光发射单元和激光接收单元，所述固定带采用透明柔性材料制成使其可以缠绕在分析管外壁并固定，所述激光发射单元和激光接收单元各自固定在一个滑块上，所述滑块串接在固定带上可以来回移动调节位置，分析时调节激光发射单元和激光接收单元使其对称分布形成多组矢量测量通道；
还包括一个风机，所述风机位于取样腔和分析管之间，用于将取样腔内的采样烟气抽入分析管内进行分析。
进一步的，所述分析管末端设置有气体过滤器，可以使得检测后的烟气过滤以后再进行排放，减少污染。
进一步的，所述固定带两端分别设置有对称的固定孔，还包括一个固定件，所述固定件由固定板和至少两个固定柱组成，用于管道气体分析时，将固定带缠绕在分析管外壁，固定带两端通过固定件固定，固定件采用弹性卡扣的结构原理，简化了固定操作步骤。
进一步的，所述激光发射单元和激光接收单元设置有底座，所述底座通过螺栓固定在滑块上，采用该结构可以减少螺栓数量，仅使用一类螺栓可以同时实现滑块与固定带之间的定位以及激光发射单元和激光接收单元的固定。
进一步的，所述取样腔侧壁开始有若干取样通孔，取样腔底部开口。
进一步的，弧形热电偶探头的导线设置在其中部，导线外采用PVC硬质材料加固为弧形热电偶探头提供定位制成，即通过导线外壳外出弧形热电偶探头的定位布局，减少材料浪费，简化结构。
进一步的，所述弧形热电偶探头围成的环形探测圈位于取样腔侧壁取样通孔形成的对流层，该布局可以使得弧形热电偶探头检测到的数据更为接近目标环境，提高测量精度。
本实用新型的有益效果是：和现有技术相比，本方案通过在取样腔内设置弧形的环状热电偶探头，同时设置纵向垂直的第一热电偶探头，使得弧形热电偶探头和第一热电偶探头形成空间多维探测网，提高了烟气检测的精度，同时，本方案通过构建多组对称的矢量测量通道，从而形成多维测量，相比单向（单侧）的测量而言，本方案测量得到的数据更加准确。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为弧形热电偶探头的分布示意图；
图3为激光发射单元和激光接收单元使用状态下的分布示意图；
图4为激光发射单元和激光接收单元展开后的示意图；
图5为固定带结构示意图；
图6为固定件结构示意图；
图7为滑块的侧视图；
图8为滑块的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，基于烟气检测的激光分析仪，包括检测单元和分析单元，具体的：
检测单元包括取样枪管1、取样腔2，取样枪管1与取样腔2之间通过法兰6连接，取样腔2沿轴心纵向安装有第一热电偶探头3，第一热电偶探头3外环形分布有多个弧形热电偶探头4，同一平面内的多个弧形热电偶探头4围成一个环形探测圈，在本实施例中弧形热电偶探头4的数目选择为六个，弧形热电偶探头4数量越多检测精度越高，但对应的成本也相应增加。其分布如图2所示，相邻两弧形热电偶探头4首尾间设置有间隙；第一热电偶探头3沿纵向分布有至少两个环形探测圈，两环形探测圈之间的弧形热电偶探头4空间交叉分布，即上一圈的弧形热电偶探头4首段对应下一圈的弧形热电偶探头4中部。
分析单元包括分析管8以及固定带12、至少两组激光发射单元9和激光接收单元10，固定带12采用透明柔性材料制成使其可以缠绕在分析管8外壁并固定，激光发射单元9和激光接收单元10各自固定在一个滑块13上，滑块13串接在固定带12上可以来回移动调节位置，分析时调节激光发射单元3和激光接收单元4使其对称分布形成多组矢量测量通道，其分布如图3所示，在本实施例中仅设置有两组激光发射单元3和激光接收单元4，形成X方向和Y方向上的矢量测量，除此之外还应该理解，可以设置其他角度的矢量测量通道。闲时可以将激光发射单元9和激光接收单元10取下，取下后的结构示意图如图4所示。
滑块13的结构示意图如图7和图8所示，滑块13呈“回”字形结构，其中部形成开孔用于激光发射单元9和激光接收单元10的发射窗和接收窗的通道，滑块13侧面形成滑槽用于串接在固定带12上。
为了将采样烟气送入分析管8，还包括一个风机7，风机7位于取样腔2和分析管8之间，用于将取样腔2内的采样烟气抽入分析管8内进行分析，分析管8末端设置有气体过滤器11。
如图5所示，固定带12两端分别设置有对称的固定孔14，还包括一个固定件，如图6所示，固定件由固定板15和至少两个固定柱16组成，用于管道气体分析时，将固定带12缠绕在分析管8外壁，固定带12两端通过固定件固定，更为具体的，固定柱16末端为球体，对接固定带12时依靠固定带12的弹性穿过固定孔4从而完固定带12的对接。
激光发射单元9和激光接收单元10设置有底座17，底座17通过螺栓固定在滑块13上。
进一步的，取样腔2侧壁开始有若干取样通孔21，取样腔2底部开口，弧形热电偶探头4的导线5设置在其中部，导线5外采用PVC硬质材料加固为弧形热电偶探头4提供定位制成，弧形热电偶探头4围成的环形探测圈位于取样腔2侧壁取样通孔21形成的对流层。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.基于烟气检测的激光分析仪，包括检测单元和分析单元，其特征在于：
所述检测单元包括取样枪管（1）、取样腔（2），所述取样枪管（1）与取样腔（2）之间通过法兰（6）连接，所述取样腔（2）沿轴心纵向安装有第一热电偶探头（3），所述第一热电偶探头（3）外环形分布有多个弧形热电偶探头（4），同一平面内的多个弧形热电偶探头（4）围成一个环形探测圈，相邻两弧形热电偶探头（4）首尾间设置有间隙；所述第一热电偶探头（3）沿纵向分布有至少两个环形探测圈，两环形探测圈之间的弧形热电偶探头（4）空间交叉分布，即上一圈的弧形热电偶探头（4）首段对应下一圈的弧形热电偶探头（4）中部；
所述分析单元包括分析管（8）、固定带（12）以及至少两组激光发射单元（9）和激光接收单元（10），所述固定带（12）缠绕在分析管（8）外壁并固定，所述激光发射单元（9）和激光接收单元（10）各自固定在一个滑块（13）上，所述滑块（13）串接在固定带（12）上可以来回移动调节位置，分析时调节激光发射单元和激光接收单元使其对称分布形成多组矢量测量通道；
还包括一个风机（7），所述风机（7）位于取样腔（2）和分析管（8）之间，用于将取样腔（2）内的采样烟气抽入分析管（8）内进行分析。
2.根据权利要求1所述的基于烟气检测的激光分析仪，其特征在于，所述分析管（8）末端设置有气体过滤器（11）。
3.根据权利要求2所述的基于烟气检测的激光分析仪，其特征在于，所述固定带（12）两端分别设置有对称的固定孔（14），还包括一个固定件，所述固定件由固定板（15）和至少两个固定柱（16）组成，用于管道气体分析时，将固定带（12）缠绕在分析管（8）外壁，固定带（12）两端通过固定件固定。
4.根据权利要求3所述的基于烟气检测的激光分析仪，其特征在于，所述激光发射单元（9）和激光接收单元（10）设置有底座（17），所述底座（17）通过螺栓固定在滑块（13）上。
5.根据权利要求1所述的基于烟气检测的激光分析仪，其特征在于，所述取样腔（2）侧壁开始有若干取样通孔（21），取样腔（2）底部开口。
6.根据权利要求5所述的基于烟气检测的激光分析仪，其特征在于，弧形热电偶探头（4）的导线（5）设置在其中部，导线（5）外采用PVC硬质材料加固为弧形热电偶探头（4）提供定位制成。
7.根据权利要求6所述的基于烟气检测的激光分析仪，其特征在于，所述弧形热电偶探头（4）围成的环形探测圈位于取样腔（2）侧壁取样通孔（21）形成的对流层。
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