CN102419304B - 一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟气过滤领域，提供了一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，用于解决现有技术中烟气检测过程中容易出现误差，并且探头不易清洁的问题，探头与探头过滤结构相连接，回流器与探头相连接；烟道中的气体在所述回流器产生的负压作用下，流入所述探头，所述探头对所述气体进行测量，所述探头过滤结构套接于所述探头的通气孔外，对所述烟气中的杂质进行过滤，所述探头过滤结构的柔性过滤材料覆盖所述探头的通气孔，所述柔性材料为一层长纤维织物和一层带有微孔的聚四氟乙烯薄膜构成。通过上述实施例的防尘罩和柔性过滤材料可以实现增强过滤效果的目的，并且可以清洁探头中的镜片及过滤结构。

Description

一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统

本申请要求2010年9月25日提交中国专利局、申请号为201010290012.4，发明名称为“一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及烟气检测领域，特别是关于一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统。

背景技术

由于环境污染的日益加重和人类对于环境问题的重视，固定污染源的排污连续监测技术得以发展起来，尤其是锅炉等排放烟气污染物中的SO₂和NO_X气体监测技术得以发展。

20世纪70年代开始应用的抽取式烟气连续排放监测系统，其中又分为两种：完全抽取监测系统和稀释抽取监测系统。

完全抽取监测系统是从烟道中将烟气抽取出来，经过长距离的管路输送给分析仪测量。烟气测量前要经过许多处理，首先抽取后要过滤滤除颗粒物，为了防止出现冷凝水，需要对长距离的管路加热，进入分析仪前需要快速降温脱水，系统需要管路、阀门、冷却装置、加热管、抽气泵及气体输送和调节部件。烟气抽取探头极易堵塞、复杂的管路和大量的前处理过程，也造成系统复杂、故障率高、测量精度低和测量响应时间长等缺陷，同时在脱水时不可避免地造成SO₂溶解，产生SO₂浓度测量误差。

稀释抽取监测系统为解决完全抽取监测系统中SO₂溶解的浓度损失，采取将抽取的烟气经过干燥氮气上百倍的稀释，将烟气中的水分大幅降低，使其不会产生冷凝，然后经管路输送至分析仪测量。但由于烟道的压力、温度、组分的变化，特别是稀释抽取探头堵塞或结晶物的产生，使稀释比例产生误差，造成SO₂测量误差，大比例稀释后，SO₂浓度极低，对分析仪的灵敏度要求很高，用户要承担较高的仪器费用。同时稀释抽取监测系统基本为国外厂家设备，国内厂家的产品基本是引进国外产品集成，造成售后服务不好、维修费用高等问题。

20世纪90年代第二代烟气监测技术即直接监测系统发展起来，系统不需要将烟气抽取出烟道，只需要将光学测量探头插入烟道，烟气流过探头，探头发射的紫外线穿过烟气，紫外线到达顶端的反射镜反射回来，再次穿过烟气，两次经过烟气的紫外线被接收并转换为电信号，由于烟气中的SO₂和NO_X具有吸收紫外线的性质，测量发射和接收紫外线的强度差，可以计算SO₂和NO_X的浓度。

直接监测系统利用紫外光谱分析技术，直接在烟道内完成SO₂的浓度测量，其探头多使用开放式，即烟气直接穿过探头光学测量池，也有过滤开放式，即在开放式光学测量池外面套上陶瓷过滤圆筒，烟气中的颗粒物被滤除后再进入探头。直接监测系统不需要对烟气进行复杂的处理，烟气的温度、压力等状态没有改变，在烟道现场对烟气直接测量，因此具有结构简单，测量准确，相应快速的特点。但直接监测系统探头由于是开放的，无法将标准气体充入探头内进行校准，只能脱离烟道后校准。

直接监测系统使用紫外光谱分析技术，利用SO₂和NO_X对紫外光谱特定波长的吸收，将紫外光照射进探头，紫外光被衰减，衰减的紫外光被探头外的光电器件接收，且紫外光衰减的程度与气体的成分、浓度和光经过气体的长度有正比，朗伯-比尔定律总结了这种关系：

$A_{\mathrm{\λ}}=\ln \left(\frac{I_0}{I}\right)={\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\λ}}\mathrm{LC}+A_S$

$C=\frac{1}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\λ}}L}(A_{\mathrm{\λ}}-A_S)$

式中，ε_λ：被测气体在波长λ处的吸收系数

      L：光经过气体的吸收光程

      C：被测气体的浓度

      I₀：波长λ处的入射光强

      I：波长λ处的透射光强

      A_λ：被测气体在波长λ处吸光度

      A_S：波长λ处的泥浆及液态水雾液滴等干扰

现在国家要求大力减排，各地区制定了严格的SO₂排放标准，如北京市的SO₂排放限值为50mg/m³，只有燃烧低硫煤，并且经过湿法脱硫后排放才能达标，因此排放烟气温度低、湿度大、SO₂浓度很低，腐蚀严重，并且含有大量颗粒物、脱硫剂和液态水混合的泥浆及液态水雾液滴，这种情况下完全抽取监测系统已不能胜任SO₂的测量，稀释抽取监测系统测量SO₂产生较大误差。

直接监测系统的紫外光谱分析技术受到泥浆和水雾液滴的干扰，也会产生误差。

发明内容

本发明实施例提供一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，用于解决现有技术中烟气检测过程中容易出现误差，并且探头不易清洁的问题。

本发明提供了一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，包括：

探头，探头过滤结构，回流器；

其中探头与探头过滤结构相连接，所述探头和所述探头过滤结构均插入烟道内进行测量，回流器与探头相连接；

烟道中的气体在所述回流器产生的负压作用下，流入所述探头，所述探头对所述气体进行测量，所述探头过滤结构套接于所述探头的通气孔外，对所述烟气中的杂质进行过滤，所述探头过滤结构的柔性过滤材料覆盖所述探头的通气孔，所述柔性材料为一层长纤维织物和一层带有微孔的聚四氟乙烯薄膜构成。

根据本发明实施例一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统的一个进一步的方面，所述探头过滤结构包括，防尘罩，引流孔，柔性过滤材料；

所述防尘罩套接于探头，所述引流孔位于所述防尘罩上，所述柔性过滤材料位于所述探头通气孔面临烟气的一侧。

根据本发明实施例一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统的再一个进一步的方面，所述柔性过滤材料的面积大于所述探头通气孔的面积，并且所述柔性过滤材料的边缘与所述探头相隔一密封间隙进行连接。

根据本发明实施例一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统的另一个进一步的方面，所述探头通气孔位于所述探头面临烟气流动方向的一侧，所述引流孔位于所述探头面临烟气流动方向的背侧。

根据本发明实施例一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统的另一个进一步的方面，所述探头中具有加热器。

根据本发明实施例一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统的另一个进一步的方面，所述探头还包括近端锁母接头，气路过渡件近端气孔，近端接力气管，窗口镜片座气孔，近端环形气路沟槽，窗口镜片座，窗口镜片孔，窗口镜片孔气孔，镜片；

标准浓度的校准气体从近端锁母接头进入，所述校准气体通过所述近端锁母接头进入气路过渡近端气孔，再进入近端接力气管和窗口镜片座气孔，所述近端环形气路沟槽与所述窗口镜片座气孔连通，所述校准气体进入近端环形气路沟槽，在所述近端环形气路沟槽的导通下所述校准气体进入与所述近端环形气路沟槽连通的窗口镜片孔气孔，所述窗口镜片孔气孔位于所述镜片面向探头腔体的一侧，该镜片与所述窗口镜片座相连接，所述校准气体通过所述窗口镜片孔气孔流动到所述镜片表面，所述窗口镜片孔正对所述镜片面向探头腔体的一侧，所述校准气体流动过所述镜片之后通过所述窗口镜片孔进入到所述探头腔体内。

根据本发明实施例一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统的另一个进一步的方面，与所述探头还连接有一检测装置，用于对所述探头腔体内的烟气进行检测。

根据本发明实施例一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统的另一个进一步的方面，所述探头还包括远端锁母接头，气路过渡件远端气孔，远端接力气管，远端气管；

高压气体从近端锁母接头进入，所述高压气体通过所述近端锁母接头进入气路过渡近端气孔，再进入近端接力气管和窗口镜片座气孔，所述近端环形气路沟槽与所述窗口镜片座气孔连通，所述高压气体进入近端环形气路沟槽，在所述近端环形气路沟槽的导通下所述高压气体进入与所述近端环形气路沟槽连通的窗口镜片孔气孔，所述窗口镜片孔气孔位于所述镜片面向探头腔体的一侧，该镜片与所述窗口镜片座相连接，所述高压气体通过所述窗口镜片孔气孔流动到所述镜片表面，所述窗口镜片孔正对所述镜片面向探头腔体的一侧，所述高压气体流动过所述镜片进行清洁；

所述高压气体也同样流入所述远端锁母接头，该高压气体通过所述远端锁母接头进入所述气路过渡件远端气孔，通过远端接力气管进入到远端气管，所述高压气体通过所述远端气管进入到所述探头的另一端，对所述探头另一端的部件进行清洁。

根据本发明实施例一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统的另一个进一步的方面，所述探头的另一端还包括，反射镜座气孔，远端环形气路沟槽，反射镜腔，反射镜孔，反射座，防尘罩，柔性过滤材料，探头通气孔；

所述高压气体通过所述远端气管进入所述反射镜座气孔，所述远端环形气路沟槽与所述反射镜座气孔连通，所述高压气体通过所述远端环形气路沟槽进入到所述反射镜腔，所述反射镜腔与所述反射镜孔连通，所述高压气体通过所述反射镜腔流动过位于所述反射座上的反射镜，该高压气体通过所述反射镜孔进入到探头腔体内；所述防尘罩套接于所述探头，所述高压气体进入所述探头腔体内后，通过所述探头通气孔后由所述柔性过滤材料进入到所述防尘罩内，并通过防尘罩上的引流孔排出所述防尘罩。

根据本发明实施例一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统的另一个进一步的方面，所述回流器包括，气缸，阀杆，回流器，开启节流阀，关闭节流阀，活塞，压缩气体喷嘴，烟气和压缩空气混合气体，阀体，密封盘，烟气管，气管，回流器近端腔体，回流器远端腔体；

通过气管和压缩气体喷嘴向回流器近端腔体喷射压缩空气，所述压缩空气通过阀体排出所述回流结构；

当开启节流阀打开时，开启压缩空气通过所述开启节流阀进入气缸内，该开启压缩空气推动气缸内的活塞移动，所述活塞带动阀杆和连接于所述阀杆上的密封盘移动，所述回流器近端腔体和回流器远端腔体连通，所述探头腔体内的烟气通过烟气管进入到回流器远端腔体和回流器近端腔体，与压缩空气组成烟气和压缩空气混合气体通过阀体内排入烟道；

当开启节流阀关闭，所述关闭节流阀开启时，关闭压缩空气通过关闭节流阀进入到气缸中，该关闭压缩空气推动气缸内的活塞移动，所述活塞带动阀杆和连接于所述阀杆上的密封盘移动，所述回流器近端腔体和回流器远端腔体由密封盘隔断，在所述回流器远端腔体与所述烟气管之中的烟气停止流动。

通过本发明实施例，通过上述实施例的防尘罩和柔性过滤材料可以实现增强过滤效果的目的，并且可以清洁探头中的镜片及过滤结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明实施例高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统结构图；

图2所示为本发明探头过滤结构的具体结构图；

图3所示为本发明探头过滤结构的横截面结构图；

图4所示为本发明探头过滤结构的俯视图。

图5A所示为本发明实施例中探头校准结构的结构图；

图5B为图5A的局部放大图；

图5C为本发明实施例中探头校准结构部分局部横切面投影视图；

图6所示为本发明实施例一种烟气探头校准结构及其探头部分的结构示意图；

图7所示所示为本发明实施例一种探头清洁结构示意图；

图8A所示为本发明实施例探头清洁结构在探头远端的示意图；

图8B为本发明实施例中探头清洁结构远端部分局部横切面投影视图；

图9A所示为本发明实施例一种探头清洁结构的具体实施例；

图9B为图9A清洁结构的另一视角示意图；

图10所示为本发明一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统的回流器结构图；

图11所示为本发明实施例高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统具体结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示为本发明实施例高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统结构图。

包括探头101，探头过滤结构102，回流器103。

其中探头101与探头过滤结构102相连接，所述探头和所述探头过滤结构均插入烟道内进行测量，回流器103与探头101相连接。

烟道中的气体在所述回流器103产生的负压作用下，流入所述探头101，所述探头101对所述气体进行测量，所述探头过滤结构102套接于所述探头101的通气孔外，对所述烟气中的杂质进行过滤，所述探头过滤结构102中包括柔性过滤材料覆盖所述探头101的通气孔，所述柔性材料例如为一层长纤维织物和一层带有微孔的聚四氟乙烯薄膜构成，或者在所述长纤维织物表面喷涂一层带有微孔的聚四氟乙烯材料构成。

其中所述杂质包括烟气中的泥浆液滴、质量较大的颗粒物等。

所述探头101的通气孔位于所述探头101面临烟气流动方向的一侧，所述探头过滤结构102中的柔性过滤材料位于所述通气孔面临烟气的一侧，所述探头过滤结构102的引流孔位于所述探头101面临烟气流动方向的背侧，这样可以防止烟气流动方向上的烟气中的杂质过多阻塞所述通气孔和所述探头过滤结构102柔性材料上的孔洞。

所述柔性材料环绕包括探头管，其表面为带有微孔的聚四氟乙烯薄膜，微孔薄膜过滤掉颗粒物和相对较大的液滴，含有较小液滴的烟气进入到柔性过滤材料内部，内部的长纤维织物又滤除较小液滴，最后通过通气孔进入探头腔体的烟气只含有微小液滴。

作为本发明的一个实施例，在所述探头101内部还具有加热单元，对进入探头内部的烟气进行加热，较佳的可以加热到150摄氏度，这样可以使得烟气中通过探头过滤结构的微笑液滴蒸发为水蒸气，以减小液滴对光线检测中的干扰。

所述探头过滤结构102的柔性过滤材料面积大于所述探头101的通气孔面积，所述探头过滤结构102与所述探头101之间具有一密封的间隙，这样可以避免当烟气通过所述柔性过滤材料进入通气孔时只利用到通气孔外侧的柔性过滤材料，由于密封间隙可以使得烟气利用更大面积的柔性过滤材料进行过滤，然后进入所述通气孔。

本发明实施例结合直接监测系统的优点，光学测量探头直接插入烟道，在烟道内部对烟气进行处理，消除泥浆和水雾液滴的干扰，处理后不需要管路，直接将烟气引流至探头内部，在探头内部完成测量。

对烟气的处理包括过滤和加热，烟气通过探头外部的柔性过滤材料，颗粒物、泥浆和粒径较大的水雾液滴被滤除，烟气进入探头内部，在探头内部被加热器加热至150℃以上，有效地将粒径较小的水雾液滴蒸发为水蒸气，而水蒸气对测量不会造成干扰。加热也保证了烟气温度维持在酸露点以上，不会产生酸液腐蚀，不会造成SO₂溶解的浓度损失，消除了颗粒物、泥浆和水雾液滴的烟气可以被准确测量。

紫外光照射入探头内部，经过烟气，并被探头前部的反射镜反射，再次经过烟气，被探头外的光电器件检测，折返的光线通过了烟气两倍探头长度，光线衰减增加了两倍，有利于对低浓度SO₂和NO_X的测量。

封闭的探头内部形成了测量池，正常测量时由探头前端引入烟气，烟气经回流器返回烟道，当需要校准时，可从探头后端充入标准气体，标准气体充满测量池，并从探头前端流入烟道，完成校准测量，解决了开放式探头无法在烟道现场校准的问题。

如图2所示为本发明探头过滤结构的具体结构图。

其中为了清楚的反应探头过滤结构所以还图示了探头的一部分，探头标记为201，通气孔202。

在附图中包括探头过滤结构的防尘罩203，可以使用金属材料，以达到探头过滤结构对除了引流孔以外部分的封闭效果，引流孔204，柔性过滤材料205，烟气206。

所述防尘罩203套接于探头201，所述引流孔204位于所述防尘罩203上，所述柔性过滤材料205位于所述通气孔202面临烟气一侧。

所述引流孔204位于所述通气孔202的相对侧，如果所述通气孔202面对烟气流动方向，则所述引流孔204位于烟气流动方向的另一侧，如图3所示；或者所述通气孔202位于如图3所示烟气流动方向的顶端，所述引流孔204位于烟气流动方向的底端；或者所述通气孔202位于图3所示烟气流动方向的左侧，所述引流孔204位于烟气流动方向的右侧；又或者通气孔202与引流孔204不重合即可，这样可以尽量减少烟气中的泥浆等杂质过多的进入探头过滤结构内部。

所述柔性过滤材料205可以距所述通气孔202一密封的间隙207，如图2中所示，也可以如图4所示，柔性过滤材料205的面积大于所述通气孔202，并覆盖于所述通气孔202上侧，在柔性过滤材料205的边缘密封连接于所述探头，使得烟气可以通过几乎整个柔性过滤材料205进入通气孔202中，这样可以增大柔性过滤材料205的利用率。

通过上述实施例的防尘罩和柔性过滤材料可以实现方便拆卸的目的，并且可以减少探头中进入太多烟气的杂质阻塞通气孔，还可以减少进入探头烟气的杂质提高检测准确性；为了最大地利用柔性过滤材料表面，柔性过滤材料与通气孔留有间隙，因此柔性过滤材料表面任何位置都能对烟气进行过滤，过滤后的烟气经间隙进入进气窗口，到达测量池内部。

如图5A所示为本发明实施例中探头校准结构的结构图，图5B为图5A的局部放大图，其中的标号只是标注了一部分，用于具体指明图5A中的部件。图5C为本发明实施例中探头校准结构部分局部横切面投影视图，并且该图5A至5C也为本发明实施例中探头清洁结构在近端部分的结构图。

图中为烟气探头的部分，校准结构包括近端锁母接头501，气路过渡件近端气孔502，近端接力气管503，窗口镜片座气孔504，近端环形气路沟槽505，窗口镜片座506，窗口镜片孔507，窗口镜片孔气孔508，镜片509。

在探头中检测光线从附图中的右侧通过镜片509、窗口镜片孔507进入左侧探头内部的腔体内，进行现有技术中的烟气检测。

在本发明实施例中利用标准浓度的校准气体，例如百万分之十(10PPM)的SO₂气体从近端锁母接头501进入烟气探头校准结构，所述校准气体通过所述近端锁母接头501进入气路过渡近端气孔502，再进入近端接力气管503和窗口镜片座气孔504，所述近端环形气路沟槽505与所述窗口镜片座气孔504连通，所述校准气体进入近端环形气路沟槽505，在所述近端环形气路沟槽505的导通下所述校准气体进入与所述近端环形气路沟槽505连通的窗口镜片孔气孔508(如图5C所示，其中绘示了窗口镜片座气孔504、近端环形气路沟槽505、窗口镜片孔气孔508和窗口镜片孔507)，所述窗口镜片孔气孔508位于所述镜片509面向所述探头腔体的一侧，该镜片509与所述窗口镜片座506相连接，固定于所述探头，所述校准气体通过所述窗口镜片孔气孔508流动到所述镜片509表面，所述窗口镜片孔507正对所述镜片面向探头腔体的一侧，所述校准气体流动过所述镜片509之后通过所述窗口镜片孔507进入到所述探头腔体内。

所述校准气体在通过窗口镜片孔气孔508流动过所述镜片509和窗口镜片孔507时可以起到清洁镜片509表面和窗口镜片孔507的作用。

随着所述校准气体通过窗口镜片孔507不断地进入到探头腔体内，校准气体的压力大于探头腔体内的烟气压力，所以可以将所述探头腔体内的烟气排出所述探头腔体，如图6所示，标准气(校准气体)如图中箭头方向通过近端锁母接头501进入探头校准结构，从窗口镜片孔507进入探头腔体601内，如图中箭头方向所示，标准气将探头内原来的烟气通过探头的通气孔602排出探头腔体601，在所述通气孔602外侧具有一柔性过滤材料603，其用于对将要进入探头通气孔602的烟气进行过滤，此时标准气从通气孔602逆方向流出还可以清洁所述柔性过滤材料603，所述标准气顺着所述探头外的防尘罩604，流动到所述防尘罩604上的引流孔605后流出防尘罩604。

当一段时间过后，所述标准气充满了探头腔体601内部，可以开始启动烟气检测，检测光通过镜片(图未示)进入到探头腔体601内部，由于探头腔体601内部烟气的浓度是已知的，可以根据已知的标准气浓度调节与所述探头相连接的检测装置，该检测装置可以用现有技术中的光学烟气检测对探头腔体内的烟气进行检测，在此不再赘述，所述调节检测装置可以例如调节检测装置的参数，使之与标准气参数一致，从而再以后的烟气检测中可以维持准确性。

如图7所示所示为本发明实施例一种探头清洁结构示意图。

包括远端锁母接头701，气路过渡件远端气孔702，远端接力气管703，远端气管704，探头腔体705，窗口镜片座706，镜片707。

流入上述近端锁母接头的高压气体也同样流入所述远端锁母接头701，该高压气体通过所述远端锁母接头701进入所述气路过渡件远端气孔702，然后通过远端接力气管703进入到远端气管704，所述远端气管704的圆柱壁为密封的，该远端气管704通过所述探头腔体705进入到探头的另一端，所述高压气体通过所述远端气管704进入到所述探头的另一端，以便利用所述高压气体清洁所述探头的另一端过滤结构内的部件。

通过上述清洁结构可以清洁探头远端的部件，和上述图5A和图5B中的清洁结构相结合可以全面的清洁探头内部部件，使得探头检测烟气时更加准确。

如图8A所示为本发明实施例探头清洁结构在探头远端的示意图。

包括防尘罩801，探头腔体802，远端气管803，反射镜座气孔804，远端环形气路沟槽805，反射镜腔806，反射镜孔807，反射座808，柔性过滤材料809，探头通气孔810。

所述防尘罩801套接于所述探头的一端，如图7所述的高压气体通过所述远端气管803穿过所述探头腔体802延伸至所述反射镜座气孔804，所述远端环形气路沟槽805与所述反射镜座气孔804连通，所述高压气体通过所述远端环形气路沟槽805进入到所述反射镜腔806，反射镜(811)位于所述反射镜腔806内，并置于所述反射座808上，所述反射镜腔806与所述反射镜孔807连通，所述高压气体通过所述反射镜腔806流动过所述反射镜811和反射镜孔807进入到所述探头腔体802内，其中上述反射镜座气孔804，远端环形气路沟槽805，反射镜腔806，反射镜孔807和柔性过滤材料809的结构关系如图8B所示。所述高压气体可以清洁所述反射镜811表面和反射镜孔807中的颗粒物，以达到提高反射效果的作用。

所述高压气体进入所述探头腔体802内后，通过所述探头的通气孔810后由所述柔性过滤材料809进入到所述防尘罩801内，并通过防尘罩801上的引流孔(由于附图截面原因未示)排出所述防尘罩，通过上述高压气体的流动可以对探头通气孔810、柔性过滤材料309和防尘罩801进行反吹，达到清洁其上的颗粒物或者其它杂质的目的。

如图9A所示为本发明实施例一种探头清洁结构的具体实施例，图9B为图9A清洁结构的另一视角示意图。

所述高压气体901通过远端锁母接头902和近端锁母接头903进入到清洁结构内部，所述高压气体901通过近端锁母接头903和相应的气路过渡件近端气孔，近端接力气管，窗口镜片座气孔，近端环形气路沟槽和窗口镜片孔对近端的镜片进行反吹清洁，并通过窗口镜片孔气孔排出所述近端清洁结构；所述高压气体901通过远端锁母接头902何其相应的气路过渡件远端气孔，远端接力气管和远端气管907进入到探头的另一端对反射镜片、柔性过滤材料904、防尘罩905和防尘罩的引流孔906进行反吹清洁，以实现对整个探头进行清洁。在图9B中还包括加热器909，该加热器909可以将进入探头腔体内的烟气加热，较佳的可以加热到150摄氏度，这样可以使得烟气中通过探头过滤结构的微笑液滴蒸发为水蒸气，以减小液滴对光线检测中的干扰。在图9A中还包括温度传感器908，该温度传感器908可以采集探头腔体内的温度数据，以控制所述加热器909的加热。

如图10所示为本发明一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统的回流器结构图。

包括压缩空气1001，开启压缩空气1002，关闭压缩空气1003，气缸1004，阀杆1005，回流器1006，烟气1007，开启节流阀1008，关闭节流阀1009，活塞1010，压缩气体喷嘴1011，烟气和压缩空气混合气体1012，阀体1013，密封盘1014，烟气管1015，气管1016，回流器近端腔体1017，回流器远端腔体1018。

所述回流器能够向探头提供负压，从而使得烟气从烟道中进入探头腔体，所述烟气例如包括SO₂。

所述压缩空气1001通过气管1016和压缩气体喷嘴1011向回流器近端腔体1017喷射高压气体，所述压缩空气1001通过阀体1013排出所述回流器，并排入烟道内，当压缩空气具有一定压力和流量时，由于拉瓦尔原理，回流器近端腔体1017内部会产生低于烟道压力的负压。

当开启节流阀1008打开时，开启压缩空气1002通过所述开启节流阀1008进入气缸1004内，该开启压缩空气1002推动气缸1004内的活塞1010移动，所述活塞1010带动阀杆1005和连接于所述阀杆1005上的密封盘1014移动，所述回流器近端腔体1017和回流器远端腔体1018连通，所述回流器近端腔体1017内部的气体压力与所述回流器远端腔体1018内部的气体压力逐步相等，均小于与探头相连通的烟气管1015内部的烟气压力，该烟气管1015与所述探头腔体连通，烟道内的烟气随着探头腔体内的负压进入探头腔体内，并且所述烟气通过烟气管1015进入到回流器远端腔体218和回流器近端腔体1017，与压缩空气1001组成烟气和压缩空气混合气体1012通过阀体1013内排入烟道，这样探头就可以获得烟道内的烟气以便进行检测。

当开启节流阀1008关闭，所述关闭节流阀1009开启时，所述关闭压缩空气1003通过关闭节流阀1009进入到气缸1004中，该关闭压缩空气1003推动气缸1004内的活塞1010移动，所述活塞1010带动阀杆1005和连接于所述阀杆1005上的密封盘1014移动，所述回流器近端腔体1017和回流器远端腔体1018由于密封盘1014隔断，所述回流器远端腔体1018内的气体压力逐渐与烟气管1015内的烟气压力相等，因此探头腔体内的烟气压力与回流器远端腔体1018内的气体压力相等，所述烟道内的烟气不再流入探头腔体，所述探头也就停止工作。

如图11所示为本发明实施例高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统具体结构图。

如上所述的探头1101插入到烟道内，所述探头1101通过烟道安装法兰1104固定于烟道内，该探头1101和回流结构1103通过烟道安装法兰回流接头1105相连接，由回流结构1103产生负压，通过该烟道安装法兰回流接头1105使得探头1101的腔体产生负压，将烟气吸入探头1101的腔体内，所述烟气通过过滤结构1102进入到探头腔体内，回流结构1103吸入的烟气通过烟气引流接头1106排入烟道内，探头腔体内的加热器对烟气进行加热，并通过图未示的分析装置对吸入探头腔体内的烟气进行分析。

通过上述结构可以实现回流器的工作与停止，结构简单并且烟气回流效果良好，回流器为压缩空气控制，无电动元件，具有寿命长，密封好的特点。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，其特征在于包括：

探头，探头过滤结构，回流器；

其中探头与探头过滤结构相连接，所述探头和所述探头过滤结构均插入烟道内进行测量，回流器与探头相连接；

烟道中的气体在所述回流器产生的负压作用下，流入所述探头，所述探头对所述气体进行测量，所述探头过滤结构套接于所述探头的通气孔外，对所述烟气中的杂质进行过滤，所述探头过滤结构的柔性过滤材料覆盖所述探头的通气孔，所述柔性过滤材料为一层长纤维织物和一层带有微孔的聚四氟乙烯薄膜构成；

所述探头还包括近端锁母接头，气路过渡件近端气孔，近端接力气管，窗口镜片座气孔，近端环形气路沟槽，窗口镜片座，窗口镜片孔，窗口镜片孔气孔，镜片；

标准浓度的校准气体从近端锁母接头进入，所述校准气体通过所述近端锁母接头进入气路过渡近端气孔，再进入近端接力气管和窗口镜片座气孔，所述近端环形气路沟槽与所述窗口镜片座气孔连通，所述校准气体进入近端环形气路沟槽，在所述近端环形气路沟槽的导通下所述校准气体进入与所述近端环形气路沟槽连通的窗口镜片孔气孔，所述窗口镜片孔气孔位于所述镜片面向探头腔体的一侧，该镜片与所述窗口镜片座相连接，所述校准气体通过所述窗口镜片孔气孔流动到所述镜片表面，所述窗口镜片孔正对所述镜片面向探头腔体的一侧，所述校准气体流动过所述镜片之后通过所述窗口镜片孔进入到所述探头腔体内。

2.根据权利要求1所述的高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，其特征在于，所述探头过滤结构包括，防尘罩，引流孔，柔性过滤材料；

所述防尘罩套接于探头，所述引流孔位于所述防尘罩上，所述柔性过滤材料位于所述探头通气孔面临烟气的一侧。

3.根据权利要求2所述的高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，其特征在于，所述柔性过滤材料的面积大于所述探头通气孔的面积，并且所述柔性过滤材料的边缘与所述探头相隔一密封间隙进行连接。

4.根据权利要求2所述的高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，其特征在于，所述探头通气孔位于所述探头面临烟气流动方向的一侧，所述引流孔位于所述探头面临烟气流动方向的背侧。

5.根据权利要求1所述的高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，其特征在于，所述探头中具有加热器。

6.根据权利要求1所述的高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，其特征在于，与所述探头还连接有一检测装置，用于对所述探头腔体内的烟气进行检测。

7.根据权利要求1所述的高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，其特征在于，所述探头还包括远端锁母接头，气路过渡件远端气孔，远端接力气管，远端气管；

高压气体从近端锁母接头进入，所述高压气体通过所述近端锁母接头进入气路过渡近端气孔，再进入近端接力气管和窗口镜片座气孔，所述近端环形气路沟槽与所述窗口镜片座气孔连通，所述高压气体进入近端环形气路沟槽，在所述近端环形气路沟槽的导通下所述高压气体进入与所述近端环形气路沟槽连通的窗口镜片孔气孔，所述窗口镜片孔气孔位于所述镜片面向探头腔体的一侧，该镜片与所述窗口镜片座相连接，所述高压气体通过所述窗口镜片孔气孔流动到所述镜片表面，所述窗口镜片孔正对所述镜片面向探头腔体的一侧，所述高压气体流动经过所述镜片和窗口镜片孔进行清洁；

所述高压气体也同样流入所述远端锁母接头，该高压气体通过所述远端锁母接头进入所述气路过渡件远端气孔，通过远端接力气管进入到远端气管，所述高压气体通过所述远端气管进入到所述探头的另一端，对所述探头另一端的部件进行清洁。

8.根据权利要求7所述的高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，其特征在于，所述探头的另一端还包括，反射镜座气孔，远端环形气路沟槽，反射镜腔，反射镜孔，反射座，防尘罩，柔性过滤材料，探头通气孔；

所述高压气体通过所述远端气管进入所述反射镜座气孔，所述远端环形气路沟槽与所述反射镜座气孔连通，所述高压气体通过所述远端环形气路沟槽进入到所述反射镜腔，所述反射镜腔与所述反射镜孔连通，所述高压气体通过所述反射镜腔流动过位于所述反射座上的反射镜，该高压气体通过所述反射镜孔进入到探头腔体内；所述防尘罩套接于所述探头，所述高压气体进入所述探头腔体内后，通过所述探头通气孔后由所述柔性过滤材料进入到所述防尘罩内，并通过防尘罩上的引流孔排出所述防尘罩。

9.根据权利要求1所述的高湿度低浓度烟气污染物光学测量探头系统，其特征在于，所述回流器包括，气缸，阀杆，开启节流阀，关闭节流阀，活塞，压缩气体喷嘴，烟气和压缩空气混合气体，阀体，密封盘，烟气管，气管，回流器近端腔体，回流器远端腔体；

通过气管和压缩气体喷嘴向回流器近端腔体喷射压缩空气，所述压缩空气通过阀体排出所述回流器；

当开启节流阀打开时，开启压缩空气通过所述开启节流阀进入气缸内，该开启压缩空气推动气缸内的活塞移动，所述活塞带动阀杆和连接于所述阀杆上的密封盘移动，所述回流器近端腔体和回流器远端腔体连通，所述探头腔体内的烟气通过烟气管进入到回流器远端腔体和回流器近端腔体，与压缩空气组成烟气和压缩空气混合气体通过阀体内排入烟道；

当开启节流阀关闭所述关闭节流阀开启时，关闭压缩空气通过关闭节流阀进入到气缸中，该关闭压缩空气推动气缸内的活塞移动，所述活塞带动阀杆和连接于所述阀杆上的密封盘移动，所述回流器近端腔体和回流器远端腔体由密封盘隔断，在所述回流器远端腔体与所述烟气管之中的烟气停止流动。

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