一種煙氣原位監(jiān)測系統(tǒng)及其煙氣原位監(jiān)測探頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種煙氣原位監(jiān)測系統(tǒng)及其煙氣原位監(jiān)測探頭，該煙氣原位監(jiān)測探頭包括采樣管、光學(xué)功能元件和反射鏡，光學(xué)功能元件和反射鏡分別設(shè)置于采樣管的兩端，以在采樣管內(nèi)形成反射光路，采樣管的中部具有過濾裝置，該過濾裝置供煙氣通過并可過濾其內(nèi)粉塵。優(yōu)選地，上述采樣管的管壁具有至少一個(gè)進(jìn)氣通道，該進(jìn)氣通道用于將高壓氣或標(biāo)準(zhǔn)氣通入所述采樣管內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案通過過濾裝置的設(shè)置，減少了光學(xué)功能元件及反射鏡上的積塵量，從而提高了監(jiān)測探頭的監(jiān)測精度、延長了其使用壽命。此外，通過進(jìn)氣通道的設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)煙氣原位監(jiān)測探頭的在線校準(zhǔn)。
【專利說明】一種煙氣原位監(jiān)測系統(tǒng)及其煙氣原位監(jiān)測探頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煙氣原位監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種煙氣原位監(jiān)測系統(tǒng)及其煙氣原位監(jiān)測探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]用差分吸收光譜法進(jìn)行原位式煙氣在線監(jiān)測是一種光譜監(jiān)測技術(shù)，其基本原理就是利用空氣中的氣體分子的窄帶吸收特性來鑒別氣體成分，并根據(jù)窄帶吸收強(qiáng)度來推演出微量氣體的濃度。相對于將被測氣體利用抽氣裝置采集后再進(jìn)行分析的檢測方式而言，原位式監(jiān)測可直接將檢測探頭插入到煙道中進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，具有操作簡單、快捷的優(yōu)勢。
[0003]煙氣原位監(jiān)測探頭包括采樣管、光源及光信號(hào)接收器和反射鏡。為了便于描述，本文中將光源及光信號(hào)接收器統(tǒng)稱為光學(xué)功能元件，光學(xué)功能元件和反射鏡分別安裝于采樣管兩端，以在采樣管內(nèi)形成反射管路，采樣管中部具有供煙氣通過的煙道。
[0004]由于利用光學(xué)吸收光譜進(jìn)行煙氣在線監(jiān)測時(shí)，監(jiān)測系統(tǒng)的工作環(huán)境往往非常惡劣，很多都是高溫、高粉塵濃度，并且經(jīng)常要直接暴露在環(huán)境中，這種惡劣環(huán)境將會(huì)對檢測儀器帶來一定的影響，煙道內(nèi)的灰塵將會(huì)通過光路落反射鏡和/或光學(xué)功能元件上，從而使探頭測量精度降低，嚴(yán)重時(shí)甚至對儀器造成破壞。此外，采樣管上的煙道為開放式設(shè)置，雖然可使得煙氣快速直接通過，但是這一設(shè)置方式的弊端在于無法進(jìn)行在線校準(zhǔn)。
[0005]有鑒于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待另辟蹊徑提供一種煙氣原位檢測探頭，以解決現(xiàn)有煙氣原位監(jiān)測探頭測量精度低、使用壽命短以及無法在線校準(zhǔn)的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]針對上述缺陷，本實(shí)用新型的核心目的在于，提供一種煙氣原位監(jiān)測系統(tǒng)及其煙氣原位監(jiān)測探頭，以解決現(xiàn)有煙氣原位監(jiān)測探頭測量精度低、使用壽命短以及無法在線校準(zhǔn)的問題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種煙氣原位監(jiān)測探頭，包括采樣管、光學(xué)功能元件和反射鏡，光學(xué)功能元件和反射鏡分別設(shè)置于采樣管的兩端，以在采樣管內(nèi)形成反射光路，采樣管的中部具有過濾裝置，該過濾裝置供煙氣通過并可過濾其內(nèi)粉塵。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案中采樣管中供煙氣通過部分具體為過濾裝置，過濾煙氣內(nèi)粉塵后方可進(jìn)入采樣管內(nèi)，減少了進(jìn)入采樣管的粉塵量，從而可延長探頭的使用壽命、提高其監(jiān)測精度。
[0009]本實(shí)用新型的一優(yōu)選方案中，上述采樣管的管壁具有至少一個(gè)進(jìn)氣通道，以用于將高壓氣通入所述采樣管內(nèi)吹掃所述采樣管，或者用于將標(biāo)準(zhǔn)氣通入所述采樣管內(nèi)校準(zhǔn)所述煙氣原位監(jiān)測探頭。
[0010]通過進(jìn)氣通道的設(shè)置，不僅可通入高壓氣以吹掃清除附著于光學(xué)功能元件和反射鏡上過濾裝置未過濾的微小粉塵，而且亦可通入標(biāo)準(zhǔn)氣以完成煙氣原位監(jiān)測探頭的在線校準(zhǔn)。[0011]本實(shí)用新型的又一優(yōu)選方案中，上煙氣原位監(jiān)測探頭還包括至少兩個(gè)光學(xué)窗片，兩個(gè)光學(xué)窗片中一者設(shè)置于過濾裝置光學(xué)功能元件之間，另一者設(shè)置于過濾裝置和反射鏡之間，以將煙氣與光學(xué)功能元件和反射鏡隔離。
[0012]本方案中通過增設(shè)光學(xué)窗片，在不影響監(jiān)測光路通過的同時(shí)將采樣管隔離為煙氣通道區(qū)和功能元件設(shè)置區(qū)，從而更進(jìn)一步的減小了積塵和煙氣溫度等因素對光學(xué)功能元件和反射鏡的不利影響，進(jìn)而進(jìn)一步地提高了探頭檢測精度、延長了其使用壽命。
[0013]優(yōu)選地，所述進(jìn)氣通道包括一個(gè)進(jìn)氣口和多個(gè)出氣口，多個(gè)所述出氣口與所述進(jìn)氣口連通并相對于軸線均布于所述采樣管的內(nèi)周壁。
[0014]優(yōu)選地，所述進(jìn)氣通道為兩個(gè)，兩個(gè)所述進(jìn)氣通道分別位于所述過濾裝置左右兩偵牝所述出氣口位于所述過濾裝置和相應(yīng)所述光學(xué)窗片之間并朝向所述光學(xué)窗片。
[0015]優(yōu)選地，所述出氣口的軸線與光學(xué)窗片的端面成夾角設(shè)置，所述夾角的取值范圍30。?60°。
[0016]優(yōu)選地，所述夾角的數(shù)值具體為45°。
[0017]優(yōu)選地，所述過濾裝置具體為燒結(jié)金屬過濾器。
[0018]本實(shí)用新型還提供一種煙氣原位監(jiān)測系統(tǒng)，包括煙氣原位監(jiān)測探頭和數(shù)據(jù)采集及處理裝置，所述煙氣原位監(jiān)測探頭的信號(hào)輸出端與所述數(shù)據(jù)采集及處理裝置的信號(hào)接收端連接，所述煙氣原位監(jiān)測探頭的具體結(jié)構(gòu)如上所述。
[0019]由于上述煙氣原位監(jiān)測探頭具有如上技術(shù)效果，因此，與具有該煙氣原位監(jiān)測探頭的煙氣原位監(jiān)測系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)具有相同的技術(shù)效果，在此不再贅述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1示出了本實(shí)用新型所提供的煙氣原位監(jiān)測探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2示出了圖1中A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3示出了圖1中所示煙氣原位監(jiān)測探頭中通入高壓氣或標(biāo)準(zhǔn)氣后氣流流向示意圖。
[0023]圖1至圖3中附圖標(biāo)記與各個(gè)部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系:
[0024]I采樣管、11過濾裝置、12進(jìn)氣口、13出氣口、2光學(xué)功能元件、3反射鏡、4光學(xué)窗片。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本實(shí)用新型的核心在于，提供一種煙氣原位監(jiān)測系統(tǒng)及其煙氣原位監(jiān)測探頭，以解決現(xiàn)有煙氣原位監(jiān)測探頭測量精度低、使用壽命短以及無法在線校準(zhǔn)的問題。
[0026]現(xiàn)結(jié)合附圖，來說明本實(shí)用新型所提供的煙氣原位監(jiān)測探頭的具體結(jié)構(gòu)示意圖。需要說明的是，附圖中符號(hào)“一”代表采樣管內(nèi)高壓氣或標(biāo)準(zhǔn)氣的流向代表煙氣的流向；“O”代表煙氣內(nèi)粉塵。
[0027]請參見圖1至圖3，其中，圖1示出了本實(shí)用新型所提供的煙氣原位監(jiān)測探頭的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2示出了圖1中A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3示出了圖1中所示煙氣原位監(jiān)測探頭中通入高壓氣或標(biāo)準(zhǔn)氣后氣流流向示意圖。
[0028]如圖1所示，本方案所提供的一種煙氣原位監(jiān)測探頭，包括采樣管1、光學(xué)功能元件2和反射鏡3，光學(xué)功能元件2和反射鏡3分別設(shè)置于采樣管I的兩端，以在采樣管I內(nèi)形成反射光路，采樣管I的中部具有過濾裝置11，該過濾裝置11供煙氣通過并可過濾其內(nèi)粉塵。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案中采樣管I中供煙氣通過部分具體為過濾裝置11，過濾煙氣內(nèi)粉塵后方可進(jìn)入采樣管I內(nèi)，減少了進(jìn)入采樣管I內(nèi)的粉塵量，從而可延長探頭的使用壽命、提高其監(jiān)測精度。
[0030]需要說明的是，本方案中的過濾裝置11具體為燒結(jié)金屬過濾器，即用粉末冶金方法制成的含有一定連通孔的多孔金屬零件。在滿足供煙氣通過并可過濾其內(nèi)粉塵的功能、加工及裝配工藝要求的基礎(chǔ)上，本方案中的過渡段亦可由陶瓷或者本領(lǐng)域常用的其他過濾
>J-U ρ?α裝直。
[0031]進(jìn)一步，請繼續(xù)參見圖1，上煙氣原位監(jiān)測探頭還包括至少兩個(gè)光學(xué)窗片4，兩個(gè)光學(xué)窗片4中一者設(shè)置于過濾裝置11和光學(xué)功能元件2之間，另一者設(shè)置于過濾裝置11和反射鏡3之間，以將煙氣與光學(xué)功能元件2和反射鏡3隔離。
[0032]本方案中通過增設(shè)光學(xué)窗片4，在不影響監(jiān)測光路通過的同時(shí)將采樣管I隔離為煙氣通道區(qū)和功能元件設(shè)置區(qū)，從而更進(jìn)一步的減小了積塵和煙氣溫度等因素對光學(xué)功能元件2和反射鏡3的不利影響，進(jìn)而進(jìn)一步提高了探頭監(jiān)測精度、延長了其使用壽命。
[0033]更進(jìn)一步，如圖1所示，采樣管I的管壁具有兩個(gè)進(jìn)氣通道，以用于將高壓氣通入采樣管I內(nèi)吹掃采 樣管I，或者用于將標(biāo)準(zhǔn)氣通入采樣管I內(nèi)校準(zhǔn)煙氣原位監(jiān)測探頭。每個(gè)進(jìn)氣通道包括一個(gè)進(jìn)氣口 12和六個(gè)出氣口 13，六個(gè)出氣口 13均與進(jìn)氣口 12連通并相對于軸線均布于采樣管I的內(nèi)周壁。兩個(gè)進(jìn)氣通道分別位于過濾裝置11左右兩側(cè)，出氣口13位于所述過濾裝置11和相應(yīng)所述光學(xué)窗片4之間，并朝向所述光學(xué)窗片4。為了便于理解進(jìn)氣通道的結(jié)構(gòu)，請一并參見圖2。
[0034]當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)氣經(jīng)由進(jìn)氣通道進(jìn)入并充滿采樣管I后，由于采樣管I內(nèi)氣壓較大阻止煙氣進(jìn)入，從而可對探頭進(jìn)行在線校準(zhǔn)。為了便于理解校準(zhǔn)過程，請一并參見圖3。
[0035]顯然，本方案通過對進(jìn)氣通道具體結(jié)構(gòu)的限定，不僅可定期通入高壓氣以吹掃清除附著于光學(xué)窗片4上的微小粉塵，而且亦可通入標(biāo)準(zhǔn)氣以完成煙氣原位監(jiān)測探頭的在線校準(zhǔn)，從而在提供煙氣原位監(jiān)測探頭監(jiān)測精度的同時(shí)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中探頭無法在線校準(zhǔn)的問題。
[0036]需要說明的是，本方案中通過限定進(jìn)氣通道的具體結(jié)構(gòu)，以使標(biāo)準(zhǔn)氣快速、均勻的充滿采樣管1，從而可提供在線校準(zhǔn)效率。可以理解，在滿足在線校準(zhǔn)功能、加工及裝配工藝要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)氣通道亦可采用其他結(jié)構(gòu)。此外，在滿足在線校準(zhǔn)功能、加工及裝配工藝要求的基礎(chǔ)上，出氣口 13的數(shù)量亦可為其他數(shù)值。
[0037]此外，通過限定進(jìn)氣通道的出氣口 13與光學(xué)窗片4相對位置關(guān)系，可定期通入高壓氣體以吹掃清除光學(xué)窗片4的積塵，從而在優(yōu)化光學(xué)功能元件2監(jiān)測環(huán)境的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步地提聞探頭的整體清潔度，從而可進(jìn)一步提聞其監(jiān)測精度。
[0038]具體地，如圖1所示，出氣口 13的軸線與光學(xué)窗片4的端面成夾角設(shè)置，經(jīng)多次試驗(yàn)表明，當(dāng)夾角的取值范圍30°~60°時(shí)，高壓氣除塵效果較佳。經(jīng)更進(jìn)一步分析表明，當(dāng)該夾角值具體為45°時(shí)除塵效果最佳?？梢岳斫?，在滿足通入向采樣管I內(nèi)通入校準(zhǔn)氣或高壓氣、加工及裝配工藝要求的基礎(chǔ)上，該夾角值亦可為其他數(shù)值。[0039]除上述煙氣原位監(jiān)測探頭外，本實(shí)用新型還提供一種煙氣原位監(jiān)測系統(tǒng)，包括煙氣原位監(jiān)測探頭和數(shù)據(jù)采集及處理裝置，煙氣原位監(jiān)測探頭的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集及處理裝置的信號(hào)接收端連接，煙氣原位監(jiān)測探頭的具體結(jié)構(gòu)如上所述。可以理解，構(gòu)成該煙氣原位監(jiān)測系統(tǒng)的基本功能元件與現(xiàn)有技術(shù)完全相同，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于現(xiàn)有技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)，故而在此不再贅述。
[0040]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種煙氣原位監(jiān)測探頭，包括采樣管(I)、光學(xué)功能元件(2)和反射鏡(3)，所述光學(xué)功能元件(2)和所述反射鏡(3)分別相對設(shè)置于所述采樣管(I)的兩端部，以在所述采樣管(I)內(nèi)形成反射光路，其特征在于，所述采樣管(I)的中部具有過濾裝置(11)，所述過濾裝置(11)可供煙氣通過并可過濾其內(nèi)的粉塵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣原位監(jiān)測探頭，其特征在于，所述采樣管(I)的管壁具有至少一個(gè)進(jìn)氣通道，以用于將高壓氣通入所述采樣管(I)內(nèi)吹掃所述采樣管(I)，或者用于將標(biāo)準(zhǔn)氣通入所述采樣管(I)內(nèi)校準(zhǔn)所述煙氣原位監(jiān)測探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣原位監(jiān)測探頭，其特征在于，還包括至少兩個(gè)光學(xué)窗片(4)，兩個(gè)所述光學(xué)窗片(4)中一者設(shè)置于所述過濾裝置(11)與所述光學(xué)功能元件(2)之間，另一者設(shè)置于所述過濾裝置(11)和所述反射鏡(3)之間，以將所述煙氣與所述光學(xué)功能元件(2)和所述反射鏡(3)隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣原位監(jiān)測探頭，其特征在于，每個(gè)所述進(jìn)氣通道包括一個(gè)進(jìn)氣口(12)和多個(gè)出氣口(13)，多個(gè)所述出氣口(13)與所述進(jìn)氣口(12)連通并相對于軸線均布于所述采樣管(I)的內(nèi)周壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煙氣原位監(jiān)測探頭，其特征在于，所述進(jìn)氣通道為兩個(gè)，兩個(gè)所述進(jìn)氣通道分別位于所述過濾裝置(11)左右兩側(cè)，所述出氣口(13)位于所述過濾裝置(11)和相應(yīng)所述光學(xué)窗片⑷之間，并朝向所述光學(xué)窗片(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣原位監(jiān)測探頭，其特征在于，所述出氣口(13)的軸線與光學(xué)窗片(4)的端面成夾角設(shè)置，所述夾角的取值范圍30°?60°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙氣原位監(jiān)測探頭，其特征在于，所述夾角的數(shù)值具體為45。。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的煙氣原位監(jiān)測探頭，其特征在于，所述過濾裝置(11)具體為燒結(jié)金屬過濾器。
9.一種煙氣原位監(jiān)測系統(tǒng)，包括煙氣原位監(jiān)測探頭和數(shù)據(jù)采集及處理裝置，所述煙氣原位監(jiān)測探頭的信號(hào)輸出端與所述數(shù)據(jù)采集及處理裝置的信號(hào)接收端連接，其特征在于，所述煙氣原位監(jiān)測探頭具體為如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的煙氣原位監(jiān)測探頭。
【文檔編號(hào)】G01N21/31GK203732434SQ201320891990
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】崔厚欣 申請人:北京雪迪龍科技股份有限公司