CN104596937A - 管道内气体分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管道内气体分析装置，所述分析装置包括光源、探测器及分析单元；进一步包括：筒形部件，所述筒形部件设置在管道内，两端分别固定在所述管道的壁上，筒形部件的中部的背对管道内气流方向一侧具有缺口；所述光源和探测器之间的光路处于所述筒形部件内；第一硬质连接件，所述第一硬质连接件部分地弥补所述缺口，两端固定在所述缺口两侧的筒形部件上，且处于筒形部件在管道内气流方向上的投影内，两侧是缺口；气源，所述气源通过管线连通缺口两侧的筒形部件内部。本发明具有安装调节方便、稳定性好等优点。

Description

管道内气体分析装置

技术领域

本发明涉及气体分析，特别涉及管道内气体分析装置。

背景技术

光电分析技术是一种快速、精确、低耗的气体检测技术，在工业过程、环境监测等领域中得到了广泛的应用。该技术的基本原理为：光源发出的测量光穿过待测气体，待测气体对测量光中特定波长的光的光强产生影响，通过分析该影响，从而获知待测气体的含量等信息。

在管道内气体检测中，光源、探测器分别安装在管道的两侧，在工程安装中，需要反复地调整光源和/探测器的安装位置，使得光源发出的测量光在穿过管道内能够被另一侧的探测器准确接收。而由于光束很细，造成上述调整过程费时费力。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种安装调试方便、稳定性好的管道内气体分析装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种管道内气体分析装置，所述分析装置包括光源、探测器及分析单元；其特征在于：所述管道内气体分析装置进一步包括：

筒形部件，所述筒形部件设置在管道内，两端分别固定在所述管道的壁上，筒形部件的中部的背对管道内气流方向一侧具有缺口；所述光源和探测器之间的光路处于所述筒形部件内；

第一硬质连接件，所述第一硬质连接件部分地弥补所述缺口，两端固定在所述缺口两侧的筒形部件上，且处于筒形部件在管道内气流方向上的投影内，两侧是缺口；

气源，所述气源通过管线连通缺口两侧的筒形部件内部。

根据上述的分析装置，优选地，所述缺口形成的切口与气流方向的夹角为锐角。

根据上述的分析装置，可选地，所述分析装置进一步包括：

第二硬质连接件，所述第二硬质连接件部分地弥补所述缺口，两侧是缺口，第一硬质连接件与第二硬质连接件间连接。

根据上述的分析装置，优选地，沿着所述筒形部件的周向的所述第一硬质连接件的长度小于所述投影内缺口的周向长度的二分之一。

根据上述的分析装置，优选地，所述第一硬质连接件为弧形部件。

根据上述的分析装置，优选地，所述筒形部件为圆筒形部件。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1、在出厂前，光源和探测器分别安装在(一体化)筒形部件的两侧，调试好；在现场安装时，将筒形部件固定在管道上，再安装光源、探测器并稍加调试即可，省时省力；

2、(一体化)筒形部件加上硬质连接件的设计，使得较长的筒形部件能够抵御外界的冲击而保持原状，使得光源发出的测量光依然能够被探测器准确接收，可靠性好。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本发明实施例1的分析装置的结构简图；

图2是根据图1的A-A剖视图；

图3是根据本发明实施例2的分析装置的剖视图；

图4是根据本发明实施例3的分析装置的结构简图。

具体实施方式

图1-4和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本发明实施例的管道内气体分析装置的结构简图，如图1所示，所述分析装置包括：

光源、探测器及分析单元，所述光源安装在光发射单元内，探测器安装在光接收单元内；

筒形部件11，所述筒形部件设置在管道内，两端分别固定在所述管道的壁上，筒形部件的中部的背对管道内气流方向一侧具有缺口12；所述光源和探测器之间的光路处于所述筒形部件内；使得管道内的气体不断地置换缺口内光路上的气体，从而提高气体检测的准确性、及时性；

第一硬质连接件21，所述第一硬质连接件21部分地弥补所述缺口，两端固定在所述缺口两侧的筒形部件上，且处于筒形部件在管道内气流方向(图2中箭头所示)上的投影内，两侧是缺口12，使得光路上置换后的气体及时地从硬质连接件两侧的缺口12排走，同时提高了具有缺口的筒形部件的耐冲击性能，进而确保光源、探测器间光路31的稳定性，如图2所示；

气源，所述气源通过管线连通缺口两侧的筒形部件内部，最后从缺口排进管道内，缺口内光路的长度极为光程。

为了进一步确保缺口处筒形部件的耐冲击性能，可选地，所述分析装置进一步包括：

第二硬质连接件，所述第二硬质连接件部分地弥补所述缺口，两侧是缺口，第一硬质连接件与第二硬质连接件间连接。

为了确保管道内气体检测的及时性，优选地，沿着所述筒形部件的周向的所述第一硬质连接件的长度小于所述投影内缺口的周向长度的二分之一，使得缺口内光路上的待测气体能够快速地被置换掉。

实施例2：

根据本发明实施例1的质谱分析系统及其工作方法在钢铁厂一氧化碳分析中的应用例。

在该应用例的中，管道内的粉尘含量较高，且管道直径达到3米。如图3所示，筒形部件11采用圆筒状，采用耐温、高强度的不锈钢制成，中间部分的缺口12的长度为1.2米，且缺口所成的切口与管道内气体流向夹角α为45度。硬质连接件采用高强度不锈钢制成，呈弧形(弧度与筒形部件相同)，部分地弥补所述缺口，在圆周方向上，两端焊接在筒形部件上，且处于具有缺口部分的筒形部件在管道内气流方向的投影内，连接件21两侧为缺口12，连接件的弧长为投影内缺口的弧长的二分之一，在保证筒形部件耐冲击性能的同时保证了缺口内气体的快速置换。

在工程安装中，金属管道壁的相对两侧上开口，将焊接有连接件的筒形部件焊接在金属管道上，缺口所成切口与管道内气流方向的夹角为45度，内设有光源的光发射单元、内设有探测器的光接收单元通过螺母固定在筒形部件两端的法兰盘上，稍微调整螺母的松紧程度即可确保光源发出的测量光能够被探测器准确接收。

在分析过程中，管道内夹带着固体颗粒物的气体冲击到具有缺口部分的筒形部件，固体颗粒物偏离原有运动方向，气体进入并充满具有缺口的筒形部件内的光路上，并置换掉原有气体，最后从连接件两侧的缺口流出。可见，筒形部件的缺口加连接件式设计一方面排除了管道内颗粒物对光路的影响，保证了检测的准确性，另一方面确保了具有缺口部分筒形部件内气体的快速置换，保证了检测的及时性，再一方面提高了较长的筒形部件对外界冲击的承受力，保证了光源、探测器间光路的稳定性。

实施例3：

根据本发明实施例1的质谱分析系统及其工作方法在化工厂氧气分析中的应用例。

在该应用例的中，管道直径达到2米，气体中携带的固体颗粒物较小。如图4所示，筒形部件11采用圆筒状，采用耐温、高强度的不锈钢制成，中间部分的缺口12的长度为1米，且缺口所成的切口与管道内气体流向夹角为30度。第一硬质连接件21采用高强度不锈钢制成，呈弧形(弧度与筒形部件相同)，部分地弥补所述缺口，在圆周方向上，两端焊接在筒形部件上，且处于具有缺口部分的筒形部件在管道内气流方向的投影内，连接件两侧为缺口，连接件的弧长为投影内缺口的弧长的三分之一，在保证筒形部件耐冲击性能的同时保证了缺口内气体的快速置换。第二硬质连接件22采用高强度不锈钢制成，呈弧形(弧度与筒形部件相同)，两端焊接在缺口两侧的筒形部件的周向上，并与上述第一硬质连接件焊接在一起，第二硬质连接件的在光路方向上的长度为缺口长度的十分之一。

在工程安装中，金属管道壁的相对两侧上开口，将焊接有连接件的筒形部件焊接在金属管道上，缺口所成切口与管道内气流方向的夹角为30度，内设有光源的光发射单元、内设有探测器的光接收单元通过螺母固定在筒形部件两端的法兰盘上，稍微调整螺母的松紧程度即可确保光源发出的测量光能够被探测器准确接收。

在分析过程中，管道内夹带着固体颗粒物的气体冲击到具有缺口部分的筒形部件，固体颗粒物偏离原有运动方向，气体进入并充满具有缺口的筒形部件内的光路上，并置换掉原有气体，最后从连接件两侧的缺口流出。可见，筒形部件的缺口加连接件式设计一方面排除了管道内颗粒物对光路的影响，保证了检测的准确性，另一方面确保了具有缺口部分筒形部件内气体的快速置换，保证了检测的及时性，再一方面提高了较长的筒形部件对外界冲击的承受力，保证了光源、探测器间光路的稳定性。

上述实施例仅是示例性地给出了筒形部件是圆筒形，当然还可以是其它形状，如方形、不规则形状等，这对于本领域的技术人员来说是容易理解的。

Claims (6)

1.一种管道内气体分析装置，所述分析装置包括光源、探测器及分析单元；其特征在于：所述管道内气体分析装置进一步包括：

筒形部件，所述筒形部件设置在管道内，两端分别固定在所述管道的壁上，筒形部件的中部的背对管道内气流方向一侧具有缺口；所述光源和探测器之间的光路处于所述筒形部件内；

第一硬质连接件，所述第一硬质连接件部分地弥补所述缺口，两端固定在所述缺口两侧的筒形部件上，且处于筒形部件在管道内气流方向上的投影内，两侧是缺口；

气源，所述气源通过管线连通缺口两侧的筒形部件内部。

2.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于：所述缺口形成的切口与气流方向的夹角为锐角。

3.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于：所述分析装置进一步包括：

第二硬质连接件，所述第二硬质连接件部分地弥补所述缺口，两侧是缺口，第一硬质连接件与第二硬质连接件间连接。

4.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于：沿着所述筒形部件的周向的所述第一硬质连接件的长度小于所述投影内缺口的周向长度的二分之一。

5.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于：所述第一硬质连接件为弧形部件。

6.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于：所述筒形部件为圆筒形部件。