CN202676592U - 烟谱测量装置用光学系统 - Google Patents

Abstract

一种烟谱测量装置用光学系统，其特征是它包括：光源（5）、参考光路（1）以及标定及测试光路（2），标定光路与测试光路通过一个反射镜（6）进行转换，当反射镜（6）合上时，系统工作于标定光路，它主要由准直镜（201）、反射镜（6）和安装在密封的标定罐（4）的全反射角锥棱镜（202）组成；当系统工作于测试光路时，它主要由准直镜（201）、安装在伸入烟囱中的测试管（7）顶端的角锥反射镜（3）、汇聚镜（203）组成，光源（5）的光线经汇聚镜入射到角锥反射镜（3）中全反射后经汇聚镜（203）汇聚后入射到接收光纤中。本实用新型利用一套光路实现三种不同检测功能，具有结构简单，制造方便的优点。

Description

烟谱测量装置用光学系统

技术领域

   本实用新型涉及一种测试仪器用光路系统，尤其是一种通过紫外光谱来测量烟气中废气含量的光学系统，具体地说是一种烟谱测量装置用光学系统。

背景技术

 目前，随着目前国际社会对环境要求的日益提高，对向大气排放的各种废气的测量也随之愈加严格，目前传统热电厂的废气中有未燃烧充分的SO₂,NO,CO，这些废气的排放对环境是很大的危害，所以如何同时测量出废气的种类及含量是目前亟需解决的技术问题，本光学系统从紫外波段着手研究，利用不同废气吸收不同波段光谱的特性，从最终测得光谱不同波段能量的强弱，来得出废气中待测气体的种类及含量。解决了废气种类及含量的检测难题。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种能根据废气吸收紫外光的特征来检测废气中SO₂、NO、CO含量的烟谱测量装置用光学系统。

本实用新型的技术方案是：

一种烟谱测量装置用光学系统，其特征是它包括：

一光源5，它为各光路系统提供测试、标定用光源；

一参考光路1，它被安装在光源一侧的滑轨上以便于光路的转换，用于对入射光源进行检定以确定光源的能量分布值，它主要由两片相互垂直的反射镜101与一片双凸透镜102组成，用于将光源5的入射光直接反射到接收光纤中；

一标定及测试光路2，标定光路与测试光路通过一个反射镜6进行转换，当反射镜6合上时，系统工作于标定光路，它主要由准直镜201、反射镜6和安装在密封的标定罐4的全反射角锥棱镜202组成，光源5的光经过准直镜201入射到反射镜6上折射进入标定罐4底部的角锥棱镜202后反射至接收光纤中；当系统工作于测试光路时，它主要由准直镜201、安装在伸入烟囱中的测试管7顶端的角锥反射镜3、汇聚镜203组成，光源5的光线经汇聚镜入射到角锥反射镜3中全反射后经汇聚镜203汇聚后入射到接收光纤中。

所述的测试管7位于烟囱中的一段上开有供烟气通过的通孔。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过一组镜头实现了三组光路功能，通过在光路中采用反射镜机构实现了各个光路的转换。在整个使用阶段，3个光路互不影响。

本实用新型结构简单，为废气检测设备提供了理想的光路系统。

附图说明

图1是本实用新型的检测装置的结构示意图。

图1中：8为电源，9为箱体，10为温控系统，11为压缩空气接口，12为测试管上的通孔，13为烟囱壁。

图2是本实用新型的光路系统示意图。

图3是本实用新型的参考光路原理图。

图4为本实用新型的参考光路调整机构示意图。

图5为本实用新型的标定光路原理图。

图6为本实用新型的测试光路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

    如图1-6所示。

一种烟谱测量装置用光学系统，它被安装在图1所示的测试装置中，它包括：

一光源5，它为各光路系统提供测试、标定用光源；如图1所示；

一参考光路1，它被安装在光源一侧的滑轨上以便于光路的转换，如图4所示，用于对入射光源进行检定以确定光源的能量分布值，它主要由两片相互垂直的反射镜101与一片双凸透镜102组成，用于将光源5的入射光直接反射到接收光纤中，如图3所示；

一标定及测试光路2，标定光路与测试光路通过一个反射镜6进行转换，反射镜6可通过一个驱动马达进行驱动，当反射镜6合上（图2中所示位置）时，系统工作于标定光路，它主要由准直镜201、反射镜6和安装在密封的标定罐4的全反射角锥棱镜202组成，如图5所示，光源5的光经过准直镜201入射到反射镜6上折射进入标定罐4底部的角锥棱镜202后反射至接收光纤中；当系统工作于测试光路时，反射镜在马达的驱动下呈水平状态，不影响测试光的通过，它主要由准直镜201、安装在伸入烟囱中的测试管7顶端的角锥反射镜3、汇聚镜203组成，如图6所示，光源5的光线经汇聚镜入射到角锥反射镜3中全反射后经汇聚镜203汇聚后入射到接收光纤中；所述的测试管7位于烟囱中的一段上开有供烟气通过的通孔。

详述如下：

参考光路1利用2片相互垂直的反射镜与一片双凸透镜，将入射光直接反射到接收的光纤中，此光路的主要目的是对入射光源的检定，以确定光源的能量分布值。参考系统的结构设计不能影响测试系统的光路，参考系统加上滑轨，使其能左右移动，从而实现不同光路的转换。如图3、4所示。                                           

标定光路的作用主要是由于不同现场的环境不同对现场进行标定做出一个基准，以提高测试的准确性。标定前应往标定系统中的密封的标定罐4中注入氮气来清空其中的废气，再通入不同的待测试气体以得出在现场的具体能量分布值。角锥全反射的利用，使得光谱能量的损失减到最少。由于其中不能有外界气体的干扰，所以气体密封性要求格外高。标定系统在装调完成后用O型圈及环氧树脂胶来进行密封，不再进行调整。

测试光路通过准直与汇聚光路及角锥棱镜实现全反射的功能，将能量的损失减到最小。点光源经过准直系统后形成平行光入射至角锥棱镜，在其中全反射出射到汇聚系统，在汇聚镜头中平行光汇聚成点进入光纤测试不同波段能量值。测试光路前置2m左右废气采集管机械件平行度公差难保证，废气采集管插入烟囱中难以调整，测试光路在使用中需调整角度，所以在机械结构上采用上下底板的结构，上板作为过渡板，底板作为固定板。过渡板可以以底板为基准，调整左右及上下倾斜，来满足光路轴线与废气采集管共轴。

图2为烟谱测量系统的光机系统，标注1为参考系统；标注2为标定系统及测试系统共用的2组镜头，分别为准直和汇聚镜头；标注3为测试系统的角锥棱镜，测试系统的光源经过准直镜头在角锥棱镜中全反射，在通废气的管中来回接触SO2,NO,CO，再经过汇聚镜头汇聚最终到达光纤。角锥棱镜的作用是使紫外波段能量的损失降到最少。标注4为标定系统使用的密封气筒，在反射镜6置于下端时，光路的走向是经过标定系统的下端反射再回到光纤，气筒内在标定时需通入在现场测量的气体，所以其密封性需要做到最优化。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种烟谱测量装置用光学系统，其特征是它包括：

一光源（5），它为各光路系统提供测试、标定用光源；

一参考光路（1），它被安装在光源一侧的滑轨上以便于光路的转换，用于对入射光源进行检定以确定光源的能量分布值，它主要由两片相互垂直的反射镜（101）与一片双凸透镜（102）组成，用于将光源（5）的入射光直接反射到接收光纤中；

一标定及测试光路（2），标定光路与测试光路通过一个反射镜（6）进行转换，当反射镜（6）合上时，系统工作于标定光路，它主要由准直镜（201）、反射镜（6）和安装在密封的标定罐（4）的全反射角锥棱镜（202）组成，光源（5）的光经过准直镜（201）入射到反射镜（6）上折射进入标定罐（4）底部的角锥棱镜（202）后反射至接收光纤中；当系统工作于测试光路时，它主要由准直镜（201）、安装在伸入烟囱中的测试管（7）顶端的角锥反射镜（3）、汇聚镜（203）组成，光源（5）的光线经汇聚镜入射到角锥反射镜（3）中全反射后经汇聚镜（203）汇聚后入射到接收光纤中。

2.根据权利要求1所述的烟谱测量装置用光学系统，其特征是所述的测试管（7）位于烟囱中的一段上开有供烟气通过的通孔。

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