CN106033035A - 烟气汞采样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气汞采样器，包括采样枪，采样枪内设有采样管，采样枪进气端固设有能吸附汞的采样头，采样枪出气端安装有处理箱，处理箱内安装有制冷块，制冷块内设有与采样管出气端连接的气道，采样管出气段上安装有过滤器，制冷块内还设有上下延伸的冷凝管，冷凝管下端与出气管上端连接，冷凝管出气段上安装有流量计，冷凝管出气端安装有抽气泵，处理箱内还设有与上述半导体制冷片、风扇、流量计、抽气泵及排水机构电连接的控制器和人机交互系统。优点是能够实现汞、气分离，能有效滤除烟气中的水气，除水速度快，检测准确、携带方便且操作简单。

Description

烟气汞采样器

技术领域

本发明涉及一种烟气汞采样器。

背景技术

众所周知，重金属汞不论是何种形态都有毒性，且其特有的持久性和相应的生物累积效应会给环境生物带来危害。近些年，随着人们健康意识的提高，环境中重金属汞污染、防治等情况也得到广泛重视。而汞粒子主要来源于电厂燃煤,工业锅炉,废弃物燃烧以及一些工业工艺过程，所以在排入大气之前对烟道中重金属汞的监测防治就尤为重要。

但是由于我国没有烟气汞的排放标准，国内尚未系统开展烟气汞的采样分析，查询不到汞采样器的相关产品，导致目前存在烟气汞采样器的空白。

发明内容

本发明就是针对上述不足，提出一种结构合理，体积适中，能够实现汞、气分离，能有效滤除烟气中的水气，除水速度快，检测准确、携带方便且操作简单的烟气汞采样器。

为解决上述问题，本烟气汞采样器的结构特点是：包括采样枪，采样枪内设有采样管，采样枪进气端固设有能吸附汞的采样头，采样枪出气端安装有处理箱，处理箱内安装有制冷块，制冷块外壁上通过安装件安装有风扇，制冷块外壁和安装件之间夹紧设置有半导体制冷片，半导体制冷片的制冷面与制冷块侧壁贴紧设置，半导体制冷片的发热面朝向风扇设置，制冷块内设有与采样管出气端连接的气道，采样管出气段上安装有过滤器，制冷块下端密封连接有与气道输出端连通的储水瓶，储水瓶上部连通有出气管，储水瓶底部连通有排水管，排水管上安装有排水机构，制冷块内还设有上下延伸的冷凝管，冷凝管下端与出气管上端连接，冷凝管出气段上安装有流量计，冷凝管出气端安装有抽气泵，处理箱内还设有与上述半导体制冷片、风扇、流量计、抽气泵及排水机构电连接的控制器和人机交互系统。

本烟气汞采样器的工作原理是：采样头用来吸附汞，采样枪通过采样头采集待测气体，然后输送到处理箱中进行除水、除杂质，最后在控制器和人机交互系统控制下进行流量检测；当把采样头中的汞称重后，即可结合检测出的气体流速折算出汞含量。

在处理箱中，核心部件是控制器和人机交互系统、制冷块及设置在制冷块内部和外部的附加部件，制冷块为本烟气汞采样器的主体结构，是其他附加部件的安装载体。制冷块外部的附加组件主要有半导体制冷片和风扇，其中，风扇通过安装件固定安装在制冷块外壁上，同时安装件将半导体制冷片夹紧在制冷块外壁上。半导体制冷片有两个侧面，一个是制冷面，一个是发热面，其中制冷面与支撑块贴紧配合，发热面朝向风扇设置。这样，当半导体制冷片得电工作时，其制冷面温度降低并通过热传递方式降低所贴紧的制冷块的温度，因此半导体制冷片构成了本烟气汞采样器的一种制冷方式，也即冷凝方式。为方便叙述，将该制冷方式称为第一制冷（冷凝）方式或初制冷（冷凝）。当半导体制冷片得电后，其发热面温度会升高并向外散发高温热量。制冷面和发热面之间的温差与流经半导体制冷片的电流成正比，因此在工作电流恒定时，两者的温差也是恒定的。因为制冷块外壁上还安装有风扇，且风扇与半导体制冷片发热面相对设置，因此当风扇得电工作时，风扇将吹动空气带走发热面的热量，也即为发热面降温。这样，在半导体制冷片同样工作电流情况下，在发热面温度被降低的情况下，其制冷面只能继续降低温度才能保证两者温差恒定，也即使制冷面贴紧的制冷块温度更低。为方便叙述，将该制冷方式称为第二制冷（冷凝）方式或再制冷（冷凝）。经过上述第一制冷（冷凝）方式或初制冷（冷凝）和第二制冷（冷凝）方式或再制冷（冷凝）的双重制冷后，制冷块的温度将被大大降低，可以快速达到零度甚至零度以下。制冷块的内部附加部件主要包括设置在制冷块内的气道，气道是所采集烟气流通的通道。当烟气通过采样管进入气道时，就会通过气道壁与制冷块进行快速热交换，此时烟气中的水气将因遇冷而凝结成水滴，并在烟气气流带动下向末端流动，这样就起到了对烟气除水的作用。制冷块的外部附加部件还包括设置在支撑块底部的储水瓶，储水瓶与气道末端连通，因此气道流出的冷凝水将被收集到储水瓶中。储水瓶上部连接有出气管，以便于除水后的烟气被后续抽气装置抽走。储水瓶底部连通有排水管，排水管上安装有排水机构，通过排水机构可以及时将收集的凝结水排出，保障了本烟气汞采样器的工作可靠性。

在本烟气汞采样器中，采样管出气段上安装有过滤器，过滤器的主要作用是滤除采样头未充分过滤掉的杂质，避免杂质进入后续通道中，尤其是制冷块的气道中，保证了气道的通畅性。因为过滤器设置在制冷块外部的采样管末段，因此可以及时更换或维护，操作非常方便。

在制冷块设置中冷凝管，可以对从出气管抽取的气体进行再次冷凝，保证了除水的彻底性。因为冷凝管是上下延伸设置的，因此再次冷凝后的水将会沿冷凝管内壁自动流回储水瓶内。在冷凝管出气端安装抽气泵可以对烟气进行恒流速抽气，保证烟气的稳定冷凝和除水，有利于后续烟气的各项参数测定。将流量计设置在冷凝管出气段上，不但可以实时检测采集气体的流量情况，在维护或更换时也非常方便。

作为改进，所述排水机构包括安装在排水管上的排水泵，储水瓶内安装有液位传感器。

排水泵得电时会将储水瓶内的水抽吸出来，也就起到排水作用，当排水泵失电时，排水管就被排水泵关闭，起到了封闭储水瓶的作用，因此可以通过控制排水泵的工作状态实现储水瓶排水和除水功能，操作非常简单。通过液位传感器可以检测储水瓶的液位高低，这样就可以对排水泵的控制提供依据。当液位过高时开启排水泵进行排水，当液位过低时，关闭排水泵进行储水。

作为一种优选实施方式，所述安装件包括底座，底座底部设有与半导体制冷片的发热面卡装配合的卡槽，底座上部固设有散热片，所述风扇安装在底座或散热片上并与散热片贴紧设置。

底座上的卡槽可以起到对半导体制冷片定位的作用，使半导体制冷片被压紧后不能沿制冷块外壁滑动，保证了结构稳定性和工作可靠性。底座上部固设的散热片主要起增大底座表面积的作用，也就是增强底座散热性的作用。因为底座卡槽与半导体制冷片发热面贴紧配合，底座会传递很多热量，设置散热片后可以起到增强散热的作用。因为风扇安装在底座或散热片上并与散热片贴紧设置，因此风扇吹出或抽出的风会全部流经散热片，也就能快速带走散热片的热量，起到了快速散热的作用。

作为改进，相邻半导体制冷片之间的制冷块外壁上安装有保温层，气道在制冷块内呈S形设置。

设置保温层后，相邻制冷块之间的裸露的制冷块外壁与外界空气将被隔离开来，这样空气就不会与制冷块进行热交换，也就不会加热被降温后的制冷块，有助于提高除水效率和效果。S形气道设置，可以在确定体积的制冷块中扩大气道内壁面积，也就增大了烟气与制冷块的接触面积，有助于提高制冷块利用率和制冷效率。

作为改进，制冷块内设有从中心向上延伸到顶面的安装孔，安装孔底部安装有温度传感器，安装孔上端填充有固定温度传感器的数据线的密封胶。

因为安装孔是从制冷块中心向上延伸设置的，因此，当温度传感器在重力作用下被安装到安装孔底部时将直接位于整个制冷块的中心，可以检测出制冷块的真实温度。温度传感器的数据线通过密封胶固定在安装孔口部，不但保证了密封效果，而且在温度传感器损坏时，只需挖开密封胶即可将温度传感器取出，非常方便。

作为一种实现方式，采样头包括固设在采样管进气端的套管，套管内插装有玻璃管，玻璃管内盛装有吸附木炭，玻璃管内端和套管内底面之间设有密封胶环，套管外部的玻璃管上夹紧套装有硅胶套，硅胶套端部固设有能与对应套管外端套紧配合的硅胶环。

本采样头主要包括固定连接在采样管端部的套管以及将玻璃管弹性推入套管中的硅胶套和硅胶环。其中，套管内径比玻璃管外径稍粗，以便于顺利插装玻璃管。套管长度比玻璃管长度稍短，这样不但可以为玻璃管的插入起到导向作用，以防止玻璃管在插装过程中而变向而出现摩擦过大导致的挤裂或挤碎现象，保证了现场插装玻璃管的快速性、可靠性和成功率，而且还能为硅胶管和硅胶环固定玻璃管和套管提供了固定位置，有助于玻璃管稳固地插装在套管内。

当玻璃管沿套管内壁顺利插入套管后，玻璃管的的外端会露出套管端部一段，这一段玻璃管就是套装硅胶套的位置。为方便叙述，将露出套管的一段玻璃管称为玻璃管的外端或外段，将与之对应的套管端部称为套管外端或末端或端部。硅胶套靠近套管的一端固定连接有一个硅胶环，硅胶环与硅胶套同轴设置。硅胶套的主要作用是弹性固定套紧玻璃管外段，而硅胶环的主要作用是弹性固定套紧套管外端。因此，当玻璃管插入套管后，若硅胶套弹性套紧在玻璃管外段上、硅胶环弹性套装在套管外端，则硅胶套和硅胶环会将玻璃管弹性压紧到套管内，起到了弹性固定玻璃管的作用。在本采样头中，因为硅胶套是套装玻璃管硅胶环是套装套管，而套管又套装玻璃管，因此硅胶套内径要小于硅胶环内径。为了保证连接紧密性，硅胶套内径要小于玻璃管外径，这样可以保证硅胶套能够弹性夹紧在玻璃管外段上，防止了两者出现打滑现象而导致玻璃管失去向套管弹性插入的力，有助于增强本采样头的工作可靠性。同样的，硅胶环的内径也要小于套管外径，以保证两者弹性固定的可靠性，工作原理类似，在此不再细述。

套管内端设有密封胶环，密封胶环的外径比套管内径稍大，因此即使不用固定装置，密封胶环也能依靠自身弹性相对固定在套管内底。当玻璃管插入套管内时，密封胶环就位于玻璃管内端和套管内端之间。当硅胶套和硅胶环将玻璃管弹性压入套管内时，玻璃管内端、密封胶环和套管内端直接就是弹性压紧关系，也就是说密封胶环将玻璃管内端和套管内端弹性密封连接在一起。因为密封胶环中部有通孔，因此玻璃管通过密封胶环中部通孔与采样管密封连接在一起。

吸附木炭是本采样头吸附汞蒸气的主要部件，吸附木炭主要依靠其自身多孔结构吸附、过滤流经烟气中的汞蒸气，从而达到吸附汞蒸气的目的。被过滤后的烟气将通过采样管流入处理箱中进行流量测算，测算过程在前面已经说明，在此不再细述。

综上所述，玻璃管内端由密封硅胶与套管内端，也就是与采样管对端弹性密封连接，玻璃管外段通过硅胶套和硅胶环与套管外端弹性连接，因此玻璃管相当于弹性连接在套管内端，不但能保证与采样管的密封连接，还具有抗震作用，能有效缓解外部撞击对玻璃管的损害，大大保证了玻璃管的使用寿命、有效降低了破损率。

本采样头在现场使用时，先将玻璃管内端插入套管内，然后将硅胶套和硅胶环依次套装到玻璃管外段和套管外端，操作非常简单。需要拆卸时，只需将硅胶环从套管外端拔下，再将玻璃管取出即可，操作很方便，一人即可操作。

作为改进，套管外部套装有保温管，套管的数量为两根，两根套管套装在同一根保温管内，所述保温管包括外筒，外筒内填充有包裹套管的保温层，保温层内设有电热丝。

因为所采集气体具有较高的温度，在套管外部设置保温管可以维持采样气体的温度，这样可以避免汞气冷凝到玻璃管管壁而导致汞成分检测不准。两根套管就就套装了两根玻璃管，也就具有两路采集通道。将两根套管套装在同一根保温管内，不但具有保温玻璃管的作用，还可以为两根套管及玻璃管提供防护支撑和外部保护作用，有助于提高本采样头的工作可靠性。在外筒和套管之间设置保温层，可以在温度上相对隔绝套管内部的玻璃管和外筒，玻璃管代表了采集的气体温度，外筒代表了外界大气温度，保温层使两者之间保持了温度差，也即起到保温作用。当对电热丝通电时，电热丝开始发热并对保温层进行热传递，这样就不致于使玻璃管采集气体的温度过快地传递到保温管上，也即减缓了热量的传递速度，维持了采集气体的温度，在冬季采集气体时效果更明显。

作为改进，套管外部的玻璃管侧壁上固设有凸出的定位件，硅胶套上设有与定位件卡位配合的卡装部，所述定位件为间隔环设在玻璃管外周的凸块，所述卡装部为环设在硅胶套上的凸块孔。

因为定位件是凸出于玻璃管侧壁的，因此可以很轻松地将硅胶套上的卡装部卡装到定位件上，定位件和卡装部可以起到固定连接玻璃管外段和硅胶套的作用，这样，硅胶套不仅与玻璃管外段套紧配合，还通过定位件与玻璃管卡装配合，因此硅胶套与玻璃管的连接牢固程度大大加强，有效保证了玻璃管内端与采样管连接的密封性。将凸块均匀环设在玻璃管外周，可以在硅胶套上的凸块孔与凸块一一套装配合后，使硅胶套通过凸块对玻璃管的弹性拉力更均匀，也就能保证玻璃管和套管的同轴性，使玻璃管悬空于套管内腔，减震效果更好。

作为改进，与硅胶套配合的套管外壁上垂直固设有定位杆，硅胶环上间隔环设有与定位杆套装配合的定位孔，所述定位杆末端固设有直径比定位杆直径稍粗的定位球。

因为定位杆垂直安装在套管外端，因此不但可以很轻松地将硅胶环上的定位孔套装到定位杆上，而且由于硅胶环自身的弹性，可以保证定位孔会紧紧套装到定位杆根部，也即与套管的连接部，起到了防止定位孔从定位杆滑脱的作用，保证了两者套装配合的可靠性。因为定位孔是间隔环设的多个，因此在与定位杆套装配合时，只需找到最近的定位孔套装上即可，增强了操作的便捷性，提高了工作效率。套装配合的定位孔和定位杆结合上述卡装配合的凸块和凸块孔，可以使玻璃管弹性充足地插装到套管内，也就保证了密封胶环弹性密封玻璃管和套管的严密性。设置圆形的定位球主要有两个作用，一是便于定位孔沿定位球表面逐渐扩大并套装到定位杆上，而是直径比定位杆粗可以起到防止定位孔从定位杆滑脱的作用，提高了配合可靠性。

作为改进，流量计和抽气泵之间安装有流量缓冲瓶，采样枪和采样头内安装有与控制器和人机交互系统电连接的感温器。

流量缓冲瓶可以缓冲后方抽气泵对前方气路的抽吸力度，使流量缓冲瓶前方的气流速度更加平稳，使流量计对气流流量监测更加准确。在此所指前方是指气流输入端，后方是指气流输出端。在采样枪和采样头内设置感温器，可以为电热丝的加热进行控制，以保证采样头和采样枪温度平衡，使烟气在流经采样头和采样枪时不会冷凝，保证了检测结果的准确性。

综上所述，本烟气汞采样器结构合理，体积适中，能够实现汞、气分离，能有效滤除烟气中的水气，除水速度快，检测准确、携带方便且操作简单。

附图说明

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为制冷块和风扇的装配结构示意图；

图3为安装件和风扇的装配结构示意图；

图4为采样头的结构示意图；

图5为玻璃管和硅胶套的配合结构示意图。

具体实施方式

如图所示，该烟气汞采样器包括采样枪37，采样枪内设有采样管21，采样枪进气端固设有能吸附汞的采样头38，采样枪出气端安装有处理箱39，处理箱内安装有制冷块1，制冷块外壁上通过安装件2安装有风扇3，制冷块外壁和安装件之间夹紧设置有半导体制冷片4，半导体制冷片的制冷面与制冷块侧壁贴紧设置，半导体制冷片的发热面朝向风扇设置，制冷块内设有与采样管出气端连接的气道5，采样管出气段上安装有过滤器40，制冷块下端密封连接有与气道输出端连通的储水瓶6，储水瓶上部连通有出气管7，储水瓶底部连通有排水管8，排水管上安装有排水机构，制冷块内还设有上下延伸的冷凝管14，冷凝管下端与出气管上端连接，冷凝管出气段上安装有流量计41，冷凝管出气端安装有抽气泵15，处理箱内还设有与上述半导体制冷片、风扇、流量计、抽气泵及排水机构电连接的控制器和人机交互系统42。

本烟气汞采样器的工作原理是：采样头用来吸附汞，采样枪通过采样头采集待测气体，然后输送到处理箱中进行除水、除杂质，最后在控制器和人机交互系统控制下进行流量检测；当把采样头中的汞称重后，即可结合检测出的气体流速折算出汞含量。

在处理箱中，核心部件是控制器和人机交互系统、制冷块及设置在制冷块内部和外部的附加部件，制冷块为本烟气汞采样器的主体结构，是其他附加部件的安装载体。制冷块外部的附加组件主要有半导体制冷片和风扇，其中，风扇通过安装件固定安装在制冷块外壁上，同时安装件将半导体制冷片夹紧在制冷块外壁上。半导体制冷片有两个侧面，一个是制冷面，一个是发热面，其中制冷面与支撑块贴紧配合，发热面朝向风扇设置。这样，当半导体制冷片得电工作时，其制冷面温度降低并通过热传递方式降低所贴紧的制冷块的温度，因此半导体制冷片构成了本烟气汞采样器的一种制冷方式，也即冷凝方式。为方便叙述，将该制冷方式称为第一制冷（冷凝）方式或初制冷（冷凝）。当半导体制冷片得电后，其发热面温度会升高并向外散发高温热量。制冷面和发热面之间的温差与流经半导体制冷片的电流成正比，因此在工作电流恒定时，两者的温差也是恒定的。因为制冷块外壁上还安装有风扇，且风扇与半导体制冷片发热面相对设置，因此当风扇得电工作时，风扇将吹动空气带走发热面的热量，也即为发热面降温。这样，在半导体制冷片同样工作电流情况下，在发热面温度被降低的情况下，其制冷面只能继续降低温度才能保证两者温差恒定，也即使制冷面贴紧的制冷块温度更低。为方便叙述，将该制冷方式称为第二制冷（冷凝）方式或再制冷（冷凝）。经过上述第一制冷（冷凝）方式或初制冷（冷凝）和第二制冷（冷凝）方式或再制冷（冷凝）的双重制冷后，制冷块的温度将被大大降低，可以快速达到零度甚至零度以下。制冷块的内部附加部件主要包括设置在制冷块内的气道，气道是所采集烟气流通的通道。当烟气通过采样管进入气道时，就会通过气道壁与制冷块进行快速热交换，此时烟气中的水气将因遇冷而凝结成水滴，并在烟气气流带动下向末端流动，这样就起到了对烟气除水的作用。制冷块的外部附加部件还包括设置在支撑块底部的储水瓶，储水瓶与气道末端连通，因此气道流出的冷凝水将被收集到储水瓶中。储水瓶上部连接有出气管，以便于除水后的烟气被后续抽气装置抽走。储水瓶底部连通有排水管，排水管上安装有排水机构，通过排水机构可以及时将收集的凝结水排出，保障了本烟气汞采样器的工作可靠性。

在本烟气汞采样器中，采样管出气段上安装有过滤器，过滤器的主要作用是滤除采样头未充分过滤掉的杂质，避免杂质进入后续通道中，尤其是制冷块的气道中，保证了气道的通畅性。因为过滤器设置在制冷块外部的采样管末段，因此可以及时更换或维护，操作非常方便。

在制冷块设置中冷凝管，可以对从出气管抽取的气体进行再次冷凝，保证了除水的彻底性。因为冷凝管是上下延伸设置的，因此再次冷凝后的水将会沿冷凝管内壁自动流回储水瓶内。在冷凝管出气端安装抽气泵可以对烟气进行恒流速抽气，保证烟气的稳定冷凝和除水，有利于后续烟气的各项参数测定。将流量计设置在冷凝管出气段上，不但可以实时检测采集气体的流量情况，在维护或更换时也非常方便。

在本实施例中，所述排水机构包括安装在排水管8上的排水泵9，储水瓶内安装有液位传感器20。排水泵得电时会将储水瓶内的水抽吸出来，也就起到排水作用，当排水泵失电时，排水管就被排水泵关闭，起到了封闭储水瓶的作用，因此可以通过控制排水泵的工作状态实现储水瓶排水和除水功能，操作非常简单。通过液位传感器可以检测储水瓶的液位高低，这样就可以对排水泵的控制提供依据。当液位过高时开启排水泵进行排水，当液位过低时，关闭排水泵进行储水。

在本实施例中，所述安装件包括底座11，底座底部设有与半导体制冷片的发热面卡装配合的卡槽12，底座上部固设有散热片13，所述风扇安装在底座或散热片上并与散热片贴紧设置。底座上的卡槽可以起到对半导体制冷片定位的作用，使半导体制冷片被压紧后不能沿制冷块外壁滑动，保证了结构稳定性和工作可靠性。底座上部固设的散热片主要起增大底座表面积的作用，也就是增强底座散热性的作用。因为底座卡槽与半导体制冷片发热面贴紧配合，底座会传递很多热量，设置散热片后可以起到增强散热的作用。因为风扇安装在底座或散热片上并与散热片贴紧设置，因此风扇吹出或抽出的风会全部流经散热片，也就能快速带走散热片的热量，起到了快速散热的作用。

在本烟气汞采样器中，相邻半导体制冷片之间的制冷块外壁上安装有保温层10，气道在制冷块内呈S形设置。设置保温层后，相邻制冷块之间的裸露的制冷块外壁与外界空气将被隔离开来，这样空气就不会与制冷块进行热交换，也就不会加热被降温后的制冷块，有助于提高除水效率和效果。S形气道设置，可以在确定体积的制冷块中扩大气道内壁面积，也就增大了烟气与制冷块的接触面积，有助于提高制冷块利用率和制冷效率。

制冷块内设有从中心向上延伸到顶面的安装孔16，安装孔底部安装有温度传感器17，安装孔上端填充有固定温度传感器的数据线18的密封胶19。因为安装孔是从制冷块中心向上延伸设置的，因此，当温度传感器在重力作用下被安装到安装孔底部时将直接位于整个制冷块的中心，可以检测出制冷块的真实温度。温度传感器的数据线通过密封胶固定在安装孔口部，不但保证了密封效果，而且在温度传感器损坏时，只需挖开密封胶即可将温度传感器取出，非常方便。

在本实施例中，采样头38包括固设在采样管进气端的套管22，套管内插装有玻璃管23，玻璃管内盛装有吸附木炭43，玻璃管内端和套管内底面之间设有密封胶环24，套管外部的玻璃管上夹紧套装有硅胶套25，硅胶套端部固设有能与对应套管外端套紧配合的硅胶环26。

本采样头主要包括固定连接在采样管端部的套管以及将玻璃管弹性推入套管中的硅胶套和硅胶环。其中，套管内径比玻璃管外径稍粗，以便于顺利插装玻璃管。套管长度比玻璃管长度稍短，这样不但可以为玻璃管的插入起到导向作用，以防止玻璃管在插装过程中而变向而出现摩擦过大导致的挤裂或挤碎现象，保证了现场插装玻璃管的快速性、可靠性和成功率，而且还能为硅胶管和硅胶环固定玻璃管和套管提供了固定位置，有助于玻璃管稳固地插装在套管内。

当玻璃管沿套管内壁顺利插入套管后，玻璃管的的外端会露出套管端部一段，这一段玻璃管就是套装硅胶套的位置。为方便叙述，将露出套管的一段玻璃管称为玻璃管的外端或外段，将与之对应的套管端部称为套管外端或末端或端部。硅胶套靠近套管的一端固定连接有一个硅胶环，硅胶环与硅胶套同轴设置。硅胶套的主要作用是弹性固定套紧玻璃管外段，而硅胶环的主要作用是弹性固定套紧套管外端。因此，当玻璃管插入套管后，若硅胶套弹性套紧在玻璃管外段上、硅胶环弹性套装在套管外端，则硅胶套和硅胶环会将玻璃管弹性压紧到套管内，起到了弹性固定玻璃管的作用。在本采样头中，因为硅胶套是套装玻璃管硅胶环是套装套管，而套管又套装玻璃管，因此硅胶套内径要小于硅胶环内径。为了保证连接紧密性，硅胶套内径要小于玻璃管外径，这样可以保证硅胶套能够弹性夹紧在玻璃管外段上，防止了两者出现打滑现象而导致玻璃管失去向套管弹性插入的力，有助于增强本采样头的工作可靠性。同样的，硅胶环的内径也要小于套管外径，以保证两者弹性固定的可靠性，工作原理类似，在此不再细述。

套管内端设有密封胶环，密封胶环的外径比套管内径稍大，因此即使不用固定装置，密封胶环也能依靠自身弹性相对固定在套管内底。当玻璃管插入套管内时，密封胶环就位于玻璃管内端和套管内端之间。当硅胶套和硅胶环将玻璃管弹性压入套管内时，玻璃管内端、密封胶环和套管内端直接就是弹性压紧关系，也就是说密封胶环将玻璃管内端和套管内端弹性密封连接在一起。因为密封胶环中部有通孔，因此玻璃管通过密封胶环中部通孔与采样管密封连接在一起。

吸附木炭是本采样头吸附汞蒸气的主要部件，吸附木炭主要依靠其自身多孔结构吸附、过滤流经烟气中的汞蒸气，从而达到吸附汞蒸气的目的。被过滤后的烟气将通过采样管流入处理箱中进行流量测算，测算过程在前面已经说明，在此不再细述。

综上所述，玻璃管内端由密封硅胶与套管内端，也就是与采样管对端弹性密封连接，玻璃管外段通过硅胶套和硅胶环与套管外端弹性连接，因此玻璃管相当于弹性连接在套管内端，不但能保证与采样管的密封连接，还具有抗震作用，能有效缓解外部撞击对玻璃管的损害，大大保证了玻璃管的使用寿命、有效降低了破损率。

本采样头在现场使用时，先将玻璃管内端插入套管内，然后将硅胶套和硅胶环依次套装到玻璃管外段和套管外端，操作非常简单。需要拆卸时，只需将硅胶环从套管外端拔下，再将玻璃管取出即可，操作很方便，一人即可操作。

套管外部套装有保温管27，套管的数量为两根，两根套管套装在同一根保温管内，所述保温管包括外筒33，外筒内填充有包裹套管的保温层34，保温层内设有电热丝35。

因为所采集气体具有较高的温度，在套管外部设置保温管可以维持采样气体的温度，这样可以避免汞气冷凝到玻璃管管壁而导致汞成分检测不准。两根套管就就套装了两根玻璃管，也就具有两路采集通道。将两根套管套装在同一根保温管内，不但具有保温玻璃管的作用，还可以为两根套管及玻璃管提供防护支撑和外部保护作用，有助于提高本采样头的工作可靠性。在外筒和套管之间设置保温层，可以在温度上相对隔绝套管内部的玻璃管和外筒，玻璃管代表了采集的气体温度，外筒代表了外界大气温度，保温层使两者之间保持了温度差，也即起到保温作用。当对电热丝通电时，电热丝开始发热并对保温层进行热传递，这样就不致于使玻璃管采集气体的温度过快地传递到保温管上，也即减缓了热量的传递速度，维持了采集气体的温度，在冬季采集气体时效果更明显。

套管外部的玻璃管侧壁上固设有凸出的定位件，硅胶套上设有与定位件卡位配合的卡装部，所述定位件为间隔环设在玻璃管外周的凸块28，所述卡装部为环设在硅胶套上的凸块孔29。

因为定位件是凸出于玻璃管侧壁的，因此可以很轻松地将硅胶套上的卡装部卡装到定位件上，定位件和卡装部可以起到固定连接玻璃管外段和硅胶套的作用，这样，硅胶套不仅与玻璃管外段套紧配合，还通过定位件与玻璃管卡装配合，因此硅胶套与玻璃管的连接牢固程度大大加强，有效保证了玻璃管内端与采样管连接的密封性。将凸块均匀环设在玻璃管外周，可以在硅胶套上的凸块孔与凸块一一套装配合后，使硅胶套通过凸块对玻璃管的弹性拉力更均匀，也就能保证玻璃管和套管的同轴性，使玻璃管悬空于套管内腔，减震效果更好。

与硅胶套配合的套管外壁上垂直固设有定位杆30，硅胶环上间隔环设有与定位杆套装配合的定位孔31，所述定位杆末端固设有直径比定位杆直径稍粗的定位球32。因为定位杆垂直安装在套管外端，因此不但可以很轻松地将硅胶环上的定位孔套装到定位杆上，而且由于硅胶环自身的弹性，可以保证定位孔会紧紧套装到定位杆根部，也即与套管的连接部，起到了防止定位孔从定位杆滑脱的作用，保证了两者套装配合的可靠性。因为定位孔是间隔环设的多个，因此在与定位杆套装配合时，只需找到最近的定位孔套装上即可，增强了操作的便捷性，提高了工作效率。套装配合的定位孔和定位杆结合上述卡装配合的凸块和凸块孔，可以使玻璃管弹性充足地插装到套管内，也就保证了密封胶环弹性密封玻璃管和套管的严密性。设置圆形的定位球主要有两个作用，一是便于定位孔沿定位球表面逐渐扩大并套装到定位杆上，而是直径比定位杆粗可以起到防止定位孔从定位杆滑脱的作用，提高了配合可靠性。

流量计和抽气泵之间安装有流量缓冲瓶36，采样枪和采样头内安装有与控制器和人机交互系统电连接的感温器44。流量缓冲瓶可以缓冲后方抽气泵对前方气路的抽吸力度，使流量缓冲瓶前方的气流速度更加平稳，使流量计对气流流量监测更加准确。在此所指前方是指气流输入端，后方是指气流输出端。在采样枪和采样头内设置感温器，可以为电热丝的加热进行控制，以保证采样头和采样枪温度平衡，使烟气在流经采样头和采样枪时不会冷凝，保证了检测结果的准确性。

Claims (10)

1.一种烟气汞采样器，其特征是：包括采样枪（37），采样枪（37）内设有采样管（21），采样枪（37）进气端固设有能吸附汞的采样头（38），采样枪（37）出气端安装有处理箱（39），处理箱（39）内安装有制冷块（1），制冷块（1）外壁上通过安装件（2）安装有风扇（3），制冷块（1）外壁和安装件（2）之间夹紧设置有半导体制冷片（4），半导体制冷片（4）的制冷面与制冷块（1）侧壁贴紧设置，半导体制冷片（4）的发热面朝向风扇（3）设置，制冷块（1）内设有与采样管（21）出气端连接的气道（5），采样管（21）出气段上安装有过滤器（40），制冷块（1）下端密封连接有与气道（5）输出端连通的储水瓶（6），储水瓶（6）上部连通有出气管（7），储水瓶（6）底部连通有排水管（8），排水管（8）上安装有排水机构，制冷块（1）内还设有上下延伸的冷凝管（14），冷凝管（14）下端与出气管（7）上端连接，冷凝管（14）出气段上安装有流量计（41），冷凝管（14）出气端安装有抽气泵（15），处理箱（39）内还设有与上述半导体制冷片（4）、风扇（3）、流量计（41）、抽气泵（15）及排水机构电连接的控制器和人机交互系统（42）。

2.如权利要求1所述的烟气汞采样器，其特征是：所述排水机构包括安装在排水管（8）上的排水泵（9），储水瓶（6）内安装有液位传感器（20）。

3.如权利要求1或2所述的烟气汞采样器，其特征是：所述安装件（2）包括底座（11），底座（11）底部设有与半导体制冷片（4）的发热面卡装配合的卡槽（12），底座（11）上部固设有散热片（13），所述风扇（3）安装在底座（11）或散热片（13）上并与散热片（13）贴紧设置。

4.如权利要求3所述的烟气汞采样器，其特征是：相邻半导体制冷片（4）之间的制冷块（1）外壁上安装有保温层（10），气道（5）在制冷块（1）内呈S形设置。

5.如权利要求4所述的烟气汞采样器，其特征是：制冷块（1）内设有从中心向上延伸到顶面的安装孔（16），安装孔（16）底部安装有与控制器和人机交互系统（42）电连接的温度传感器（17），安装孔（16）上端填充有固定温度传感器（17）的数据线（18）的密封胶（19）。

6.如权利要求5所述的烟气汞采样器，其特征是：采样头（38）包括固设在采样管（21）进气端的套管（22），套管（22）内插装有玻璃管（23），玻璃管（23）内盛装有吸附木炭（43），玻璃管（23）内端和套管（22）内底面之间设有密封胶环（24），套管（22）外部的玻璃管（23）上夹紧套装有硅胶套（25），硅胶套（25）端部固设有能与对应套管（22）外端套紧配合的硅胶环（26）。

7.如权利要求6所述的烟气汞采样器，其特征是：套管（22）外部套装有保温管（27），套管（22）的数量为两根，两根套管（22）套装在同一根保温管（27）内，所述保温管（27）包括外筒（33），外筒（33）内填充有包裹套管（22）的保温层（34），保温层（34）内设有电热丝（35）。

8.如权利要求7所述的烟气汞采样器，其特征是：套管（22）外部的玻璃管（23）侧壁上固设有凸出的定位件，硅胶套（25）上设有与定位件卡位配合的卡装部，所述定位件为间隔环设在玻璃管（23）外周的凸块（28），所述卡装部为环设在硅胶套（25）上的凸块孔（29）。

9.如权利要求8所述的烟气汞采样器，其特征是：与硅胶套（25）配合的套管（22）外壁上垂直固设有定位杆（30），硅胶环（26）上间隔环设有与定位杆（30）套装配合的定位孔（31），所述定位杆（30）末端固设有直径比定位杆（30）直径稍粗的定位球（32）。

10.如权利要求9所述的烟气汞采样器，其特征是：流量计（41）和抽气泵（15）之间安装有流量缓冲瓶（36），采样枪（37）和采样头（38）内安装有与控制器和人机交互系统（42）电连接的感温器（44）。