CN203587489U

CN203587489U - 远红外腔内加热恒温气体吸收池

Info

Publication number: CN203587489U
Application number: CN201320399557.8U
Authority: CN
Inventors: 曹建文; 曾定章
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-06
Filing date: 2013-07-06
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2023-07-06

Abstract

本实用新型属于气体分析仪领域，涉及远红外腔内加热恒温气体吸收池结构。现有加热方案是将不锈钢吸收池整体加热，阻止水汽在光学组件上凝结。整体加热方案传热效率低，预热时间长；扩散的热量传导到光学组件的光纤单元和电子驱动部件，导致失效率的增加。本实用新型给出的远红外腔内加热恒温吸收池，直接加热样气和镜头；远红外光谱对水分子的辐射加热增强了加热效应；通过恒温控制，限制吸收池的温度漂移。具有以下优点：透镜经导热硅胶垫直接接触发热体，加热效率高，升温快；不接触加热镜头及样气；避免热量传导到光纤单元和电子驱动部件；功率显著降低；温度控制以透镜的表面温度为准，控制精确；无需隔热保温；采用人体安全电压加热。

Description

远红外腔内加热恒温气体吸收池

技术领域

本发明属于气体分析仪领域，涉及远红外腔内加热恒温气体吸收池结构。

背景技术

气体成分分析在工业生产和环境监测等领域有着极为广泛的应用，分析仪对于吸收池结构有着较高的要求。由于被测气体样本携带颗粒物、水分及高腐蚀性成分，对光学部件的污染及腐蚀是最常见的故障原因。采用耐腐蚀材料、过滤装置可以避免颗粒物及腐蚀性成分对仪器的损害；对于水分较高的样品，现有的加热方案是将不锈钢吸收池整体加热，阻止水汽在光学组件上凝结。

整体加热方案存在着明显的不利因素。首先，加热的目标是透镜和样气，以保证在样气充分含水也不会凝结。不锈钢的导热系数高达17，石英玻璃为1.46，含水空气在0.024左右，显然，通过接触传热效率低，预热时间长。其次，不锈钢组件是热的良导体，大部分热量将沿池体表面和连接件扩散，为此必须采取隔热保温措施，导致组件的体积和成本增加；最后，热量传导到光学组件的光纤单元和电子驱动部件，使之长期工作在高温状态下，将导致失效率的增加。

发明内容

针对以上不利因素，本发明给出了一种远红外腔内加热恒温吸收池结构，采用远红外加热材料覆盖吸收池内壁，直接加热样气和镜头；同时远红外光谱对水分子的辐射加热增强了加热效应；通过恒温控制，限制吸收池的温度漂移。

本发明所采用的技术方案是：一种腔内涂覆远红外加热膜的吸收池结构，包括一个吸收池本体（1）、腔内涂覆远红外涂层（2），一个入气气管（3）和一个出气气管（4）直接在吸收池本体上开孔制作，一个左导电接触环及导线（5），一个左导热硅橡胶O型密封圈（6），一个扩束准直透镜（7），一个左O型密封圈（8），一个左管状压紧件（9），按照顺序自左向右逐次装入吸收池本体，依靠左管状压紧件（9）压紧定位，一个右导电接触环及导线（10），一个右导热硅橡胶O型密封圈（11），一个聚焦透镜（12），一个温度传感器及其引线（13），一个右O型密封圈（14），一个右管状压紧件（15），按照顺序自右向左逐次装入吸收池本体，依靠右管状压紧件（15）压紧定位。

吸收池本体（1）可采用陶瓷、石英、微晶玻璃、经绝缘处理的金属管材作为涂电热膜的绝缘载体，并制作入气气管（3）和出气气管（4）接口（图），在聚焦透镜外侧经右O型密封圈（14）压紧温度传感器及其引线（13），使得温度信号能够传输到温控系统实现恒温控制。

本发明的吸收池结构相对现有的整体加热吸收池，具有以下优点：

透镜经导热硅胶垫直接接触发热体，避免了现有方案通过不锈钢池体及空气气隙传热，加热效率高，升温快，预热时间仅为现有方案的十分之一；

远红外辐射亦可不接触加热镜头，进一步保证了镜头的温度，避免结露；

加热膜及远红外辐射直接加热腔体内的气体，使得其中水蒸气分子保持活性，难以结露；

避免了热量传导到光纤单元和电子驱动部件，有助于保证其可靠性；

恒温加热所需的功率显著降低，较现有方案降低了一个数量级；

温度控制以透镜的表面温度为准，控制精确；

当采用低导热系数材料，如陶瓷和PTFE等材料时，无需隔热保温，降低了空间要求和成本；

采用36V以下的人体安全电压加热，即使故障也不会危害人身安全。

附图说明

附图1为本发明的结构图

以上图中：吸收池本体1、腔内涂覆远红外涂层2，入气气管（3）和出气气管（4），左导电接触环及导线5，左导热硅橡胶O型密封圈6，扩束准直透镜7，左O型密封圈8，左管状压紧件9，右导电接触环及导线10，右导热硅橡胶O型密封圈11，聚焦透镜12，温度传感器及其引线13，右O型密封圈14，右管状压紧件15。

具体实施方式

本实用新型提出的加热恒温技术，可应用于各种原理和样式的气体分析仪，如红外吸收气体分析仪以及紫外差分气体分析仪。

参见说明书附图。首先在吸收池（1）内壁涂覆远红外加热膜（2），涂层应延伸到导电接触环与池体的接触端面处。以左侧为例，装配时首先装入左导电接触环及导线（5），其导线沿吸收池本体上的小孔引入扩束准直透镜（7）内侧，然后装入左导热硅橡胶O型密封圈（6），然后依序安装扩束准直透镜（7），左O型密封圈（8），以及左管状压紧件（9）。

Claims

1.远红外腔内加热恒温气体吸收池，其特征是：一个吸收池本体（1）、腔内涂覆远红外涂层（2），一个入气气管（3）和一个出气气管（4）直接在吸收池本体上开孔制作，一个左导电接触环及导线（5），一个左导热硅橡胶O型密封圈（6），一个扩束准直透镜（7），一个左O型密封圈（8），一个左管状压紧件（9），按照顺序自左向右逐次装入吸收池本体，依靠左管状压紧件（9）压紧定位，一个右导电接触环及导线（10），一个右导热硅橡胶O型密封圈（11），一个聚焦透镜（12），一个温度传感器及其引线（13），一个右O型密封圈（14），一个右管状压紧件（15），按照顺序自右向左逐次装入吸收池本体，依靠右管状压紧件（15）压紧定位。

2.根据权利要求1所述的远红外腔内加热恒温气体吸收池，其特征是吸收池本体（1）采用陶瓷、石英、微晶玻璃、或经绝缘处理的金属管材作为涂电热膜的绝缘载体，腔内涂覆远红外涂层，该涂层应延伸至一个左导电接触环及导线（5）、一个右导电接触环及导线（10）的安装端面，提供加热电流通路。

3.根据权利要求1所述的远红外腔内加热恒温气体吸收池，其特征是左导电接触环及导线（5），左导热硅橡胶O型密封圈（6），扩束准直透镜（7），左O型密封圈（8），以及左管状压紧件（9）成串列形式，依靠左管状压紧件（9）固定。

4.根据权利要求1所述的远红外腔内加热恒温气体吸收池，其特征是右导电接触环及导线（10），右导热硅橡胶O型密封圈（11），聚焦透镜（12），温度传感器及其引线（13），右O型密封圈（14），以及右管状压紧件（15）成串列形式，依靠右管状压紧件（15）固定。