CN102749286A

CN102749286A - 一种新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪

Info

Publication number: CN102749286A
Application number: CN2012102716657A
Authority: CN
Inventors: 郭振铎; 杨秀芹; 贾志海; 李新刚; 蒋利; 刘斌; 刘明照
Original assignee: 郭振铎
Current assignee: Qingdao Bo Rui Optoelectronics Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2032-07-31
Also published as: CN102749286B

Abstract

本发明涉及一种新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，由于采用特殊的结构设计，可在现场原位直接测试烟道气与管道气气体成分，避免抽取法抽取烟道气与管道气时烟气水分冷凝带来的二氧化硫、氨气等易溶于水的气体测量误差，解决了高湿度的烟道气与管道气中二氧化硫、氨气等易溶于水的气体测量难题。

Description

一种新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪

技术领域

本发明涉及一种气体监测装置，具体涉及一种新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪。

背景技术

传统的便携式烟道气与管道气气体监测方法为抽取测试法，技术人员使用气体测试仪，将烟道气与管道气的气体采样管插入烟道管道中，开启气体采样泵抽取烟道气的气体，抽取的气体经过过滤、加热、冷凝(或管路伴热)等复杂过程，进入气体测试仪主机，主机内的气体检测元件直接测试气体成分。

目前烟道气与管道气测试时多采用加热冷凝法，抽取气体中的冷凝水吸收易溶于水的气体如二氧化硫、氨气等气体，致使到达主机气体检测元件内的气体成分发生损耗，导致检测结果误差极大，大部分的湿法脱硫后的烟道气测试二氧化硫、氨气测量结果几乎为零，致使监测工作失败。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出了一种新型的便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，该监测仪解决了国内目前高湿度低二氧化硫浓度的气体监测难题，为环保工作人员提供了一种便携式的高精度二氧化硫、氨气原位法测量仪器。

本发明的技术方案为：一种新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，设有原位加热检测装置和主机，原位加热检测装置包括粉尘过滤及气体气化装置、光源收发调整及气体检测装置、中间过渡体、光纤保护套管、风冷保护罩、光源聚焦系统和收发光纤组，光源收发调整及气体检测装置的内部设有一个光学保护套管和一个加热保护套管，所述光学保护套管一端与粉尘过滤及气体气化装置密封旋接在一起，其另一端与光源收发调整及气体检测装置的内部封堵结构密封连接在一起，所述加热保护套管一端与粉尘过滤及气体气化装置相连接，另一端与中间过渡体相连接，所述中间过渡体的另一端与光纤保护套管的一端相连接，所述光纤保护套管的另一端与风冷保护罩相旋接，所述光源聚焦系统放置在风冷保护罩内，在风冷保护罩内还设有加热温控装置、光谱仪和主机，所述光谱仪通过通讯链路与主机相连接。

所述主机包括嵌入式单板机、气体抽取及控制模块、数据保存及显示模块和直流供电模块。

所述通讯链路包括光纤和信号线。

所述粉尘过滤及气体气化装置包括不锈钢滤网端盖、过滤器压盖、粉尘过滤器、过滤器管座、气化套管、空心螺纹管、气化螺纹管端盖。所述不锈钢滤网端盖与过滤器压盖旋接，中间装有不锈钢滤网；所述粉尘过滤器一端与过滤器压盖连接，一端与过滤器管座连接；所述过滤器管座内端盖的周边带有进气孔，内端盖的另一端是圆柱状结构，圆柱状结构的外部设有内外两层螺纹，通过外螺纹与光学保护套管密封连接；所述气化套管与内端盖的内螺纹相连接；所述空心螺纹管嵌入在气化套管内；所述气化螺纹管端盖与气化套管密封旋接。

所述光源收发调整及气体检测装置包括光纤座、光纤头、出气嘴、光源准直调整座、光源准直调整座固定螺栓、准直透镜、透镜丝堵、气室连接体、窗口、反射镜、反射镜压盖；所述光纤座中心圆孔嵌入光源准直调整座，并通过光源准直调整座固定螺栓固定在光纤座中；所述光纤头旋接在光源准直调整座中并密封；所述出气嘴旋接在光纤座的两个侧孔中，出气嘴外面连有硅胶管；所述气室连接体的两端带有内螺纹，一端装入准直透镜，并用透镜丝堵规定位置，另一端装有窗口，反射镜，并通过反射镜压盖压实密封；所述光纤座的一侧端面上带有内外螺纹，内螺纹旋接气室连接体装有透镜的一端，外螺纹旋接光学保护套管；所述光纤座的另一端面带有外螺纹，与光学保护套管相旋接。

所述加热温控装置由加热带、温度检测器、温度控制器、加热保护套管组成；所述加热带分别缠绕在粉尘过滤及气体气化装置的气化套管和光学保护套管表面，对气化装置及气体检测装置实施加热；所述温度检测器装在加热带下面；所述温度控制器嵌入在风冷保护罩体内，通过高温导线与温度检测器相连接；所述加热带外面缠绕保温材料；所述加热保护套管一端连接过滤器管座的外螺纹，另一端连接中间过渡体。

所述光源聚焦系统包括紫外光源、光源冷却罩、近光端透镜调整座、透镜、透镜丝堵、远光端透镜调整座和光纤固定座；所述紫外光源嵌入在紫外光源冷却罩内，所述近光端透镜调整座嵌入到光源冷却罩的侧窗口内，所述透镜，透镜丝堵旋接在近光端透镜调整座内，所述远光端透镜调整座旋接在近光端透镜调整座内，所述光纤固定座旋接在远光端透镜调整座的中心圆孔内。前端有光纤接头，所述光源聚焦系统固定在风冷保护罩内。

所述收发光纤组包括Y型光纤，Y型光纤的“一”字端通过光纤接头固定在光纤固定座上，分叉的两端分别连接光源聚焦系统上的光纤接头与光谱仪光纤接口。

主机还包括翻盖式显示屏、光谱信号入口、单板机、电源端口、数据端口和气体进气口。

所述光谱仪带有加热制冷元件保持恒温。

本发明具有如下有益效果：

1)原位测量高湿度的烟道气与管道气的气体成分，避免抽取法之加热冷凝水吸收易溶于水的被测气体如二氧化硫、氨气而导致的测量误差。

2)由于采用便携式结构设计，可在测试现场直接测试，避免气体抽取采样之加热冷凝或全程伴热等复杂程序，减轻工作人员劳动强度；

3)由于采样原位测量，检测气室内的温度极易与烟道内的温度达到平衡，避免传统红外光学气体测试仪等加热冷凝至温度平衡所需40-60分钟的稳定时间，大大缩短现场工作时间。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的粉尘过滤及气体气化装置结构示意图。

图3为本发明的光源收发调整及气体检测装置结构示意图。

图4为本发明的风冷保护罩示意图。

图5为本发明的光源聚焦系统结构示意图。

图6为本发明的主机示意图

图中，0-1粉尘过滤及气体气化装置；0-2光源收发调整及气体检测装置；0-3加热保护套管；0-4光纤保护套管；0-5光源聚焦系统；0-6光谱仪；0-7加热温控器；0-8Y型光纤组；0-9光学保护套管；0-10中间过渡体；1-1不锈钢滤网端盖；1-2过滤器压盖；1-3粉尘过滤器；1-4过滤器管座；1-5空心螺纹管；1-6气化套管；1-7气化螺纹管端盖；2-1光纤座；2-2光纤头；2-3出气嘴；2-4光源准直调整座；2-5光源准直调整座固定孔；2-6准直透镜；2-7透镜丝堵；2-8气室连接体；2-9窗口；2-10反射镜；2-11反射镜压盖；4-1底板；4-3轴流风机；4-4光源风冷罩；4-6温度控制器；4-7加热继电器；4-8上盖板；4-9把手；4-10连接体；5-1紫外光源；5-2光源保护罩；5-3近光端透镜调整座；5-4透镜丝堵；5-5透镜；5-6远光端透镜调整座；5-7光纤座；5-8光纤固定座；5-9光源固定座；6-1单板机；6-2抽气泵；6-3机壳；6-4外壳；6-5主板；6-6蓄电池组；6-7直流电输出端口；6-8抽气嘴；6-9信号端口；6-10信号输出端口；6-11显示屏。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明，并非限制本发明所涉及的范围。

参见附图所示，如图一至图六所示，本发明涉及一种便携式的烟道气与管道气等固定排放源的原位气体测量用监测仪，特别涉及燃煤燃气燃油等锅炉排放生产中湿法脱硫工艺、水泥生产工艺、钢铁烧结工艺尾气排放监测及石油、化工、煤焦化等生产工艺中管道气等易溶于水的气体监测。本发明包括原位加热检测装置和主机，所述原位加热监测装置包括粉尘过滤及气体气化装置(0-1)、光源收发调整及气体检测装置(0-2)、光学保护套管(0-9)、光纤保护套管(0-4)、加热保护套管(0-3)、加热温控器(0-7)；光源聚焦系统(0-5)、风冷保护罩、Y型光纤组(0-8)；不锈钢滤网端盖(1-1)与过滤器压盖(1-2)相旋接，所述粉尘过滤器(1-3)被过滤器压盖(1-2)压紧，所述光学保护套管(0-9)的一端旋接过滤器管座(1-4)的外螺纹上，另一端旋接光纤座(2-1)并密封连接，所述气化套管(1-6)的一端旋接在过滤器管座(1-4)的一个端面上，所述空心螺纹管(1-5)嵌入到气化套管(1-6)中，所述气化套管(1-6)的另一端与气化螺纹管端盖(1-7)相旋接并密封，所述光纤座(2-1)中心圆孔内嵌入光源准直调整座(2-4)，并通过固定螺栓在光源准直调整座固定孔(2-5)将其固定在光纤座(2-1)中；所述光纤头(2-2)旋接在光源准直调整座(2-4)中并密封；所述出气嘴(2-3)旋接在光纤座(2-1)的两个侧孔中，出气嘴(2-3)外面连有硅胶管；所述气室连接体(2-8)的两端带有内螺纹，一端装入准直透镜(2-6)，并用透镜丝堵(2-7)固定位置，另一端依次装入窗口(2-9)，反射镜(2-10)，并通过反射镜压盖(2-11)压实密封；所述光纤座(2-1)的一侧端面上带有内外螺纹，内螺纹旋接气室连接体(2-8)装有准直透镜(2-6)的一端，外螺纹旋接光学保护套管(0-9)；所述光纤座(2-1)的另一端面带有外螺纹，与中间过渡体(0-10)相旋接，所述中间过渡体(0-10)的另一端与光纤保护套管(0-4)相连接，所述光纤保护套管(0-4)的另一端与风冷保护罩的连接体(4-10)相连接。

风冷保护罩内部包含光源风冷罩(4-4)、底板(4-1)、轴流风机(4-3)，在轴流风机(4-3)的下方为温度控制器(4-6)，在温度控制器(4-6)的右侧是紫外光源(5-1)，在温度控制器(4-6)下部设有加热继电器(4-7)，上盖板(4-8)位于风冷保护罩上方，把手(4-9)在上盖板(4-8)的上方；风冷保护罩的左侧为连接体(4-10)，光谱仪(0-6)也放置在风冷保护罩内部。

光源聚焦系统内包含一个光源保护罩(5-2)，所述紫外光源(5-1)嵌入在光源保护罩(5-2)内部，安装在光源固定座(5-9)上，所述近光端透镜调整座(5-3)嵌入到光源保护罩(5-2)的侧窗口内，所述透镜(5-5)，透镜丝堵(5-4)旋接在近光端透镜调整座(5-3)内，所述远光端透镜调整座(5-6)旋接在近光端透镜调整座(5-3)内，所述光纤固定座(5-8)旋接在远光端透镜调整座(5-6)的中心圆孔内，前端有光纤座(5-7)，所述光源聚焦系统固定在风冷保护罩内；

所述加热带缠绕在粉尘过滤及气体气化装置的气化套管(1-6)和光学保护套管(0-9)表面，对气化装置及气体检测装置实施加热；所述温度检测器装在加热带下面；所述温度控制器(4-6)嵌入在风冷保护罩体内，通过高温导线与温度检测器相连接；所述加热带外面缠绕保温材料；所述加热保护套管(0-3)的一端连接过滤器管座的外螺纹，另一端连接中间过渡体(0-10)。

所述Y型光纤组(0-8)的一字型一端与光源收发调整装置中的光纤头(2-2)连接，Y型光纤组(0-8)的两端分别于光源及聚焦系统中的光纤座(5-7)和光谱仪(0-6)相连接，

主机由单板机(6-1)；抽气泵(6-2)；机壳(6-3)；外壳(6-4)；主板(6-5)；蓄电池组(6-6)；直流电输出端口(6-7)；抽气嘴(6-8)；信号端口(6-9)；信号输出端口(6-10)；显示屏(6-11)组成，并组成统一整体。

在各个部件之间，反射镜(2-10)，气室连接体(2-8)，光纤座(2-1)及光源准直调整座(2-4)，光纤头(2-2)在同一个主光轴上。

还有一种情形是：直接在光学保护套管上开孔，流动的烟道气或管道气直接进入检测光路中，不必要抽取气体而直接测试。

还有另一种情形就是，将Y型光纤组(0-8)换成两条独立光纤，通过调整反射镜的俯仰角来调整光路，以达到光源发射及返回会聚的功能，完成气体的检测。

显然，本发明的上述实施例举仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，其特征是：设有原位加热检测装置和主机，原位加热检测装置包括粉尘过滤及气体气化装置、光源收发调整及气体检测装置、中间过渡体、光纤保护套管、风冷保护罩、光源聚焦系统和收发光纤组，光源收发调整及气体检测装置的内部设有一个光学保护套管和一个加热保护套管，所述光学保护套管一端与粉尘过滤及气体气化装置密封旋接在一起，其另一端与光源收发调整及气体检测装置的内部封堵结构密封连接在一起，所述加热保护套管一端与粉尘过滤及气体气化装置相连接，另一端与中间过渡体相连接，所述中间过渡体的另一端与光纤保护套管的一端相连接，所述光纤保护套管的另一端与风冷保护罩相旋接，所述光源聚焦系统放置在风冷保护罩内，在风冷保护罩内还设有加热温控装置、光谱仪和主机，所述光谱仪通过通讯链路与主机相连接。

2.根据权利要求1所述的新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，其特征是：所述主机包括嵌入式单板机、气体抽取及控制模块、数据保存及显示模块和直流供电模块。

3.根据权利要求1或2所述的新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，其特征是：所述通讯链路包括光纤和信号线。

4.根据权利要求3所述的新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，其特征是：所述粉尘过滤及气体气化装置包括不锈钢滤网端盖、过滤器压盖、粉尘过滤器、过滤器管座、气化套管、空心螺纹管、气化螺纹管端盖；所述不锈钢滤网端盖与粉尘过滤器压盖旋接，中间装有不锈钢滤网；所述粉尘过滤器一端与粉尘过滤器压盖连接，一端与过滤器管座连接；所述过滤器管座内端盖的周边带有进气孔，内端盖的另一端是圆柱状结构，圆柱状结构的外部设有内外两层螺纹，通过外螺纹与光学保护套管密封连接；所述气化套管与内端盖的内螺纹相连接；所述空心螺纹管嵌入在气化套管内；所述气化螺纹管端盖与气化套管密封旋接。

5.根据权利要求3所述的新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，其特征是：所述光源收发调整及气体检测装置包括光纤座，光纤头，出气嘴，光源准直调整座，光源准直调整座固定螺栓，准直透镜，透镜丝堵，气室连接体，窗口，反射镜，反射镜压盖；所述光纤座中心圆孔嵌入光源准直调整座，并通过光源准直调整座固定螺栓固定在光纤座中；所述光纤头旋接在光源准直调整座中并密封；所述出气嘴旋接在光纤座的两个侧孔中，出气嘴外面连有硅胶管；所述气室连接体的两端带有内螺纹，一端装入准直透镜，并用透镜丝堵规定位置，另一端装有窗口，反射镜，并通过反射镜压盖压实密封；所述光纤座的一侧端面上带有内外螺纹，内螺纹旋接气室连接体装有透镜的一端，外螺纹旋接光学保护套管；所述光纤座的另一端面带有外螺纹，与光学保护套管相旋接。

6.根据权利要求3所述的新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，其特征是：所述加热温控装置由加热带，温度检测器，温度控制器，加热保护套管组成；所述加热带连续缠绕在粉尘过滤及气体气化装置的气化套管和光学保护套管表面，对气化装置及气体检测装置实施加热；所述温度检测器装在加热带下面；所述温度控制器嵌入在风冷保护罩体内，通过高温导线与温度检测器相连接；所述加热带外面缠绕保温材料；所述加热保护套管一端连接过滤器管座的外螺纹，另一端连接中间过渡体。

7.根据权利要求3所述的新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，其特征是：所述光源聚焦系统包括紫外光源、光源冷却罩、近光端透镜调整座、透镜、透镜丝堵、远光端透镜调整座和光纤固定座；所述紫外光源嵌入在紫外光源冷却罩内，所述近光端透镜调整座嵌入到光源冷却罩的侧窗口内，所述透镜和透镜丝堵分别旋接在近光端透镜调整座内，所述远光端透镜调整座旋接在近光端透镜调整座内，所述光纤固定座旋接在远光端透镜调整座的中心圆孔内，前端有光纤接头，所述光源聚焦系统固定在风冷保护罩内。

8.根据权利要求3所述的新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，其特征是：所述收发光纤组包括Y型光纤，Y型光纤的“一”字端通过光纤接头固定在光纤固定座上，分叉的两端分别连接光源聚焦系统上的光纤接头与光谱仪光纤接口。

9.根据权利要求3所述的新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，其特征是：主机还包括翻盖式显示屏、光谱信号入口、单板机、电源端口，数据端口和气体进气口。

10.根据权利要求3所述的新型便携式烟道气与管道气气体原位监测仪，其特征是：所述光谱仪带有加热制冷元件保持恒温。