CN203732434U - 一种烟气原位监测系统及其烟气原位监测探头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种烟气原位监测系统及其烟气原位监测探头，该烟气原位监测探头包括采样管、光学功能元件和反射镜，光学功能元件和反射镜分别设置于采样管的两端，以在采样管内形成反射光路，采样管的中部具有过滤装置，该过滤装置供烟气通过并可过滤其内粉尘。优选地，上述采样管的管壁具有至少一个进气通道，该进气通道用于将高压气或标准气通入所述采样管内。与现有技术相比，本方案通过过滤装置的设置，减少了光学功能元件及反射镜上的积尘量，从而提高了监测探头的监测精度、延长了其使用寿命。此外，通过进气通道的设置，可实现烟气原位监测探头的在线校准。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟气原位监测技术领域，特别涉及一种烟气原位监测系统及其烟气原位监测探头。
背景技术
用差分吸收光谱法进行原位式烟气在线监测是一种光谱监测技术，其基本原理就是利用空气中的气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分，并根据窄带吸收强度来推演出微量气体的浓度。相对于将被测气体利用抽气装置采集后再进行分析的检测方式而言，原位式监测可直接将检测探头插入到烟道中进行实时分析，具有操作简单、快捷的优势。
烟气原位监测探头包括采样管、光源及光信号接收器和反射镜。为了便于描述，本文中将光源及光信号接收器统称为光学功能元件，光学功能元件和反射镜分别安装于采样管两端，以在采样管内形成反射管路，采样管中部具有供烟气通过的烟道。
由于利用光学吸收光谱进行烟气在线监测时，监测系统的工作环境往往非常恶劣，很多都是高温、高粉尘浓度，并且经常要直接暴露在环境中，这种恶劣环境将会对检测仪器带来一定的影响，烟道内的灰尘将会通过光路落反射镜和/或光学功能元件上，从而使探头测量精度降低，严重时甚至对仪器造成破坏。此外，采样管上的烟道为开放式设置，虽然可使得烟气快速直接通过，但是这一设置方式的弊端在于无法进行在线校准。
有鉴于此，本领域技术人员亟待另辟蹊径提供一种烟气原位检测探头，以解决现有烟气原位监测探头测量精度低、使用寿命短以及无法在线校准的问题。
实用新型内容
针对上述缺陷，本实用新型的核心目的在于，提供一种烟气原位监测系统及其烟气原位监测探头，以解决现有烟气原位监测探头测量精度低、使用寿命短以及无法在线校准的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种烟气原位监测探头，包括采样管、光学功能元件和反射镜，光学功能元件和反射镜分别设置于采样管的两端，以在采样管内形成反射光路，采样管的中部具有过滤装置，该过滤装置供烟气通过并可过滤其内粉尘。
与现有技术相比，本方案中采样管中供烟气通过部分具体为过滤装置，过滤烟气内粉尘后方可进入采样管内，减少了进入采样管的粉尘量，从而可延长探头的使用寿命、提高其监测精度。
本实用新型的一优选方案中，上述采样管的管壁具有至少一个进气通道，以用于将高压气通入所述采样管内吹扫所述采样管，或者用于将标准气通入所述采样管内校准所述烟气原位监测探头。
通过进气通道的设置，不仅可通入高压气以吹扫清除附着于光学功能元件和反射镜上过滤装置未过滤的微小粉尘，而且亦可通入标准气以完成烟气原位监测探头的在线校准。
本实用新型的又一优选方案中，上烟气原位监测探头还包括至少两个光学窗片，两个光学窗片中一者设置于过滤装置光学功能元件之间，另一者设置于过滤装置和反射镜之间，以将烟气与光学功能元件和反射镜隔离。
本方案中通过增设光学窗片，在不影响监测光路通过的同时将采样管隔离为烟气通道区和功能元件设置区，从而更进一步的减小了积尘和烟气温度等因素对光学功能元件和反射镜的不利影响，进而进一步地提高了探头检测精度、延长了其使用寿命。
优选地，所述进气通道包括一个进气口和多个出气口，多个所述出气口与所述进气口连通并相对于轴线均布于所述采样管的内周壁。
优选地，所述进气通道为两个，两个所述进气通道分别位于所述过滤装置左右两侧，所述出气口位于所述过滤装置和相应所述光学窗片之间并 朝向所述光学窗片。
优选地，所述出气口的轴线与光学窗片的端面成夹角设置，所述夹角的取值范围30°～60°。
优选地，所述夹角的数值具体为45°。
优选地，所述过滤装置具体为烧结金属过滤器。
本实用新型还提供一种烟气原位监测系统，包括烟气原位监测探头和数据采集及处理装置，所述烟气原位监测探头的信号输出端与所述数据采集及处理装置的信号接收端连接，所述烟气原位监测探头的具体结构如上所述。
由于上述烟气原位监测探头具有如上技术效果，因此，与具有该烟气原位监测探头的烟气原位监测系统也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
图1示出了本实用新型所提供的烟气原位监测探头的结构示意图；
图2示出了图1中A-A向的结构示意图；
图3示出了图1中所示烟气原位监测探头中通入高压气或标准气后气流流向示意图。
图1至图3中附图标记与各个部件名称之间的对应关系：
1采样管、11过滤装置、12进气口、13出气口、2光学功能元件、3反射镜、4光学窗片。
具体实施方式
本实用新型的核心在于，提供一种烟气原位监测系统及其烟气原位监测探头，以解决现有烟气原位监测探头测量精度低、使用寿命短以及无法在线校准的问题。
现结合附图，来说明本实用新型所提供的烟气原位监测探头的具体结 构示意图。需要说明的是，附图中符号“→”代表采样管内高压气或标准气的流向；代表烟气的流向；“o”代表烟气内粉尘。
请参见图1至图3，其中，图1示出了本实用新型所提供的烟气原位监测探头的结构示意图，图2示出了图1中A-A向的结构示意图，图3示出了图1中所示烟气原位监测探头中通入高压气或标准气后气流流向示意图。
如图1所示，本方案所提供的一种烟气原位监测探头，包括采样管1、光学功能元件2和反射镜3，光学功能元件2和反射镜3分别设置于采样管1的两端，以在采样管1内形成反射光路，采样管1的中部具有过滤装置11，该过滤装置11供烟气通过并可过滤其内粉尘。
与现有技术相比，本方案中采样管1中供烟气通过部分具体为过滤装置11，过滤烟气内粉尘后方可进入采样管1内，减少了进入采样管1内的粉尘量，从而可延长探头的使用寿命、提高其监测精度。
需要说明的是，本方案中的过滤装置11具体为烧结金属过滤器，即用粉末冶金方法制成的含有一定连通孔的多孔金属零件。在满足供烟气通过并可过滤其内粉尘的功能、加工及装配工艺要求的基础上，本方案中的过渡段亦可由陶瓷或者本领域常用的其他过滤装置。
进一步，请继续参见图1，上烟气原位监测探头还包括至少两个光学窗片4，两个光学窗片4中一者设置于过滤装置11和光学功能元件2之间，另一者设置于过滤装置11和反射镜3之间，以将烟气与光学功能元件2和反射镜3隔离。
本方案中通过增设光学窗片4，在不影响监测光路通过的同时将采样管1隔离为烟气通道区和功能元件设置区，从而更进一步的减小了积尘和烟气温度等因素对光学功能元件2和反射镜3的不利影响，进而进一步提高了探头监测精度、延长了其使用寿命。
更进一步，如图1所示，采样管1的管壁具有两个进气通道，以用于将高压气通入采样管1内吹扫采样管1，或者用于将标准气通入采样管1 内校准烟气原位监测探头。每个进气通道包括一个进气口12和六个出气口13，六个出气口13均与进气口12连通并相对于轴线均布于采样管1的内周壁。两个进气通道分别位于过滤装置11左右两侧，出气口13位于所述过滤装置11和相应所述光学窗片4之间，并朝向所述光学窗片4。为了便于理解进气通道的结构，请一并参见图2。
当标准气经由进气通道进入并充满采样管1后，由于采样管1内气压较大阻止烟气进入，从而可对探头进行在线校准。为了便于理解校准过程，请一并参见图3。
显然，本方案通过对进气通道具体结构的限定，不仅可定期通入高压气以吹扫清除附着于光学窗片4上的微小粉尘，而且亦可通入标准气以完成烟气原位监测探头的在线校准，从而在提供烟气原位监测探头监测精度的同时，解决了现有技术中探头无法在线校准的问题。
需要说明的是，本方案中通过限定进气通道的具体结构，以使标准气快速、均匀的充满采样管1，从而可提供在线校准效率。可以理解，在满足在线校准功能、加工及装配工艺要求的基础上，进气通道亦可采用其他结构。此外，在满足在线校准功能、加工及装配工艺要求的基础上，出气口13的数量亦可为其他数值。
此外，通过限定进气通道的出气口13与光学窗片4相对位置关系，可定期通入高压气体以吹扫清除光学窗片4的积尘，从而在优化光学功能元件2监测环境的基础上，可进一步地提高探头的整体清洁度，从而可进一步提高其监测精度。
具体地，如图1所示，出气口13的轴线与光学窗片4的端面成夹角设置，经多次试验表明，当夹角的取值范围30°～60°时，高压气除尘效果较佳。经更进一步分析表明，当该夹角值具体为45°时除尘效果最佳。可以理解，在满足通入向采样管1内通入校准气或高压气、加工及装配工艺要求的基础上，该夹角值亦可为其他数值。
除上述烟气原位监测探头外，本实用新型还提供一种烟气原位监测系 统，包括烟气原位监测探头和数据采集及处理装置，烟气原位监测探头的信号输出端与数据采集及处理装置的信号接收端连接，烟气原位监测探头的具体结构如上所述。可以理解，构成该烟气原位监测系统的基本功能元件与现有技术完全相同，本领域技术人员基于现有技术完全可以实现，故而在此不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种烟气原位监测探头，包括采样管(1)、光学功能元件(2)和反射镜(3)，所述光学功能元件(2)和所述反射镜(3)分别相对设置于所述采样管(1)的两端部，以在所述采样管(1)内形成反射光路，其特征在于，所述采样管(1)的中部具有过滤装置(11)，所述过滤装置(11)可供烟气通过并可过滤其内的粉尘。
2.根据权利要求1所述的烟气原位监测探头，其特征在于，所述采样管(1)的管壁具有至少一个进气通道，以用于将高压气通入所述采样管(1)内吹扫所述采样管(1)，或者用于将标准气通入所述采样管(1)内校准所述烟气原位监测探头。
3.根据权利要求2所述的烟气原位监测探头，其特征在于，还包括至少两个光学窗片(4)，两个所述光学窗片(4)中一者设置于所述过滤装置(11)与所述光学功能元件(2)之间，另一者设置于所述过滤装置(11)和所述反射镜(3)之间，以将所述烟气与所述光学功能元件(2)和所述反射镜(3)隔离。
4.根据权利要求3所述的烟气原位监测探头，其特征在于，每个所述进气通道包括一个进气口(12)和多个出气口(13)，多个所述出气口(13)与所述进气口(12)连通并相对于轴线均布于所述采样管(1)的内周壁。
5.根据权利要求4所述的烟气原位监测探头，其特征在于，所述进气通道为两个，两个所述进气通道分别位于所述过滤装置(11)左右两侧，所述出气口(13)位于所述过滤装置(11)和相应所述光学窗片(4)之间，并朝向所述光学窗片(4)。
6.根据权利要求5所述的烟气原位监测探头，其特征在于，所述出气口(13)的轴线与光学窗片(4)的端面成夹角设置，所述夹角的取值范围30°～60°。
7.根据权利要求6所述的烟气原位监测探头，其特征在于，所述夹角的数值具体为45°。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的烟气原位监测探头，其特征在 于，所述过滤装置(11)具体为烧结金属过滤器。
9.一种烟气原位监测系统，包括烟气原位监测探头和数据采集及处理装置，所述烟气原位监测探头的信号输出端与所述数据采集及处理装置的信号接收端连接，其特征在于，所述烟气原位监测探头具体为如权利要求1至8中任一项所述的烟气原位监测探头。
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| CN114354297A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-04-15 | 朗思传感科技(深圳)有限公司 | 一种滤网探针 |
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