CN207366429U - 气体检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种气体检测系统，包括：不透光度检测装置，该不透光度检测装置包括检测管、发射端以及接收端；采样泵，采样泵分别与发射端出口和接收端出口相连接以促进样气流动；和控制装置，控制装置分别与发射端、接收端和采样泵相连接以控制气体检测系统的工作。该气体检测系统能够实现气体的不透光度检测和气体成分分析，保证整个检测系统的封闭性，防止气体成分分析之前样气受到污染。

Description

气体检测系统

技术领域

本实用新型涉及气体检测领域，更具体地，涉及一种气体检测系统。

背景技术

随着GB3847-2005、GB17691-2005等标准的出台，对柴油发动机不透光烟度要求采用ELR工况测量的同时测量柴油发动机尾气的成分组成。为满足此要求需要采样气路系统有很好的封闭性，以隔绝系统外的污染物，同时在使用上也要保护检测装置的镜头等器件不受污染。但目前国内的不透光度检测设备中，大部分是开放式结构的气路系统。这类设备有的通过风扇等开放式抽取装置将外界空气引入气路中作为气幕，起到保持镜头清洁作用；有的因为没有测量气体成分的结构，故而对自身气路系统的封闭性并无要求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种气体检测系统，该检测系统包括：

不透光度检测装置，不透光度检测装置包括：

检测管，检测管为中空的长管，并且在检测管的侧壁上设置有与外部样气源相连接的样气入口；

发射端，发射端设置在检测管的一端，发射端用于发射穿过检测管的光束，并且发射端具有发射端出口以排出从检测管接收的样气；以及

接收端，接收端设置在检测管的另一端，接收端用于接收光束并将光束转换为电信号以检测样气的不透光度，并且接收端具有接收端出口以排出从检测管接收的样气；

采样泵，采样泵分别与发射端出口和接收端出口相连接以促进样气流动；和

控制装置，控制装置分别与发射端、接收端和采样泵相连接以控制气体检测系统的工作。

在本实用新型的一个实施例中，气体检测系统还包括：

第一过滤器，第一过滤器的一端分别与发射端出口和接收端出口相连接、另一端与采样泵的气体入口相连接；

发射端回流气体接口，发射端回流气体接口设置在发射端且相对于发射端出口远离检测管，并且发射端回流气体接口与采样泵的气体出口相连接；和

接收端回流气体接口，接收端回流气体接口设置在接收端且相对于接收端出口远离检测管，并且接收端回流气体接口与采样泵的气体出口相连接。

在本实用新型的一个实施例中，气体检测系统还包括节流器，采样泵通过节流器分别与发射端回流气体接口和接收端回流气体接口相连接。

在本实用新型的一个实施例中，气体检测系统还包括第二过滤器，第二过滤器设置在节流器与采样泵之间。

在本实用新型的一个实施例中，气体检测系统还包括第一气体缓冲器和第二气体缓冲器，其中第一气体缓冲器设置在第一过滤器与采样泵之间，第二气体缓冲器设置在采样泵与发射端回流气体接口和接收端回流气体接口之间。

在本实用新型的一个实施例中，气体检测系统还包括：

流量计，流量计与第二气体缓冲器相连接；和

气体成分分析装置，气体成分分析装置与流量计相连接。

在本实用新型的一个实施例中，发射端还包括：

发射端连接座，发射端连接座的一端与检测管相连接，发射端连接座具有轴线与检测管的轴线重合的中央通孔，并且发射端出口设置在发射端连接座的侧壁上；

发射端气幕座，发射端气幕座的一端与发射端连接座的另一端相连接，发射端气幕座具有轴线与发射端连接座的轴线重合的中央通孔，并且发射端气幕座的侧壁上设置有发射端回流气体接口，发射端回流气体接口与发射端气幕座的中央通孔连通；

发射座体，发射座体的一端与发射端气幕座的另一端相连接，并且发射座体具有轴线与发射端气幕座的轴线重合的中央通孔；和

光源，光源设置在发射座体的另一端以发出检测光束。

在本实用新型的一个实施例中，发射端还包括发射端阻隔玻璃，发射端阻隔玻璃设置在发射端气幕座的远离检测管的一端，以将发射端气幕座的中央通孔与发射座体的中央通孔间隔开来。

在本实用新型的一个实施例中，发射端还包括发射端透镜，发射端透镜设置在发射端气幕座的远离检测管的一端，以将发射端气幕座的中央通孔与发射座体的中央通孔间隔开来并且汇聚光束。

在本实用新型的一个实施例中，发射端还包括发射端透镜，发射端透镜设置在发射座体的中央通孔内，以汇聚光源发出的光束。

在本实用新型的一个实施例中，发射端连接座与检测管的连接处通过密封圈密封，发射端连接座与发射端气幕座的连接处通过密封圈密封。

在本实用新型的一个实施例中，接收端还包括：

接收端连接座，接收端连接座的一端与检测管相连接，接收端连接座具有轴线与检测管的轴线重合的中央通孔，并且接收端出口设置在接收端连接座的侧壁上；

接收端气幕座，接收端气幕座的一端与接收端连接座的另一端相连接，接收端气幕座具有轴线与接收端连接座的轴线重合的中央通孔，并且接收端气幕座的侧壁上设置有接收端回流气体接口，接收端回流气体接口与接收端气幕座的中央通孔连通；

接收座体，接收座体的一端与接收端气幕座的另一端相连接，并且接收座体具有轴线与接收端气幕座的轴线重合的中央通孔；和

接收器，接收器设置在接收座体的另一端以接收检测光束。

在本实用新型的一个实施例中，接收端还包括接收端阻隔玻璃，接收端阻隔玻璃设置在接收端气幕座的远离检测管的一端，以将接收端气幕座的中央通孔与接收座体的中央通孔间隔开来。

在本实用新型的一个实施例中，接收端还包括接收端透镜，接收端透镜设置在接收端气幕座的远离检测管的一端以将接收端气幕座的中央通孔与接收座体的中央通孔间隔开来且汇聚光束。

在本实用新型的一个实施例中，接收端还包括接收端透镜，接收端透镜设置在接收座体的中央通孔内以汇聚光束。

在本实用新型的一个实施例中，接收端连接座与检测管的连接处通过密封圈密封，接收端连接座与接收端气幕座的连接处通过密封圈密封。

在本实用新型的一个实施例中，气体检测系统还包括压力传感器，压力传感器设置在检测管的侧壁上。

在本实用新型的一个实施例中，检测管的内壁设置有恒温装置。

在本实用新型的一个实施例中，样气入口设置在检测管的轴向方向上的中点位置。

本实用新型公开的气体检测系统能够实现气体的不透光度检测和气体成分分析，保证整个检测系统的封闭性，防止气体成分分析之前样气受到污染。

附图说明

图1为根据本实用新型一个示例性实施例的气体检测系统的不透光度检测装置的示意图(其中，箭头方向为气体流动方向)；和

图2为根据本实用新型一个示例性实施例的气体检测系统的示意图(其中，箭头方向为气体流动方向)。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本实用新型的说明性、非限制性实施例，对根据本实用新型的气体检测系统进行进一步说明。

参照图1和2，本实用新型公开的气体检测系统包括不透光度检测装置、采样泵23和控制装置，其中不透光度检测装置包括检测管6、发射端和接收端，其中控制装置(图中未示出)分别与不透光检测装置和采样泵23相连接以控制气体检测系统的工作。

不透光度检测装置用于检测所采集的样气的不透光度，包括检测管6、发射端和接收端。检测管6为中空的长管，并且在检测管6的侧壁上设置有与外部样气源相连接的样气入口16。在一个实施例中，样气入口16设置在检测管6的轴向方向的中点位置。优选地，在检测管6的侧壁上还设置有压力传感器7，压力传感器7可以检测检测管6内的压力并且可以检测是否出现漏气。更优选地，检测管6的内壁设置有恒温装置，可以保持检测管6温度处于100℃左右。这样，样气入口16通过采样探头20从外部样气源采集所要检测的样气(例如，柴油发动机尾气)，样气通过检测管6分别进入发射端和接收端。发射端设置在检测管6的一端，用于发射穿过检测管6的光束，并且发射端具有发射端出口15以排出从检测管6接收的样气。接收端设置在检测管6的另一端，用于接收光束并将光信号转换为电信号。接收端具有接收端出口17 以排出从检测管6接收的样气。这样，样气从样气入口16进入检测管6后分为两路分别流向发射端和接收端并分别从发射端出口15和接收端出口17排出；同时，从发射端发出的光束穿过检测管6内的样气后被接收端接收，在此过程中，由于检测管6内的样气对光束的折射、反射等作用而造成光束能量衰减，控制装置通过计算光信号的衰减情况计算样气的不透光度。

采样泵23分别与发射端出口15和接收端出口17相连接以促进样气在不透光度检测装置中的流动。

下面结合图1和2说明本实用新型公开的气体检测系统的工作过程。打开采用泵，使外部样气源的样气通过样气入口16进入不透光度检测装置；通过控制装置打开发射端以发射光束；光束穿过检测管6内的样气被接收端接收；接收端接收光束并将光信号转换为电信号，该电信号被进一步传送至控制装置；控制装置根据电信号的强度计算光束在样气中的衰减情况以确定样气的不透光度。由上述说明可以知道，本实用新型公开的气体检测系统结构简单，可以对样气进行封闭式的不透光度检测。

在本实用新型的一个实施例中，气体检测系统还包括第一过滤器21、发射端回流气体接口10和接收端回流气体接口3。

第一过滤器21的一端分别与发射端出口15和接收端出口17相连接、另一端与采样泵23的气体入口相连接，用以对不透光度检测装置排出的气体进行过滤。发射端回流气体接口10设置在发射端且相对于发射端出口15远离检测管6，并且发射端回流气体接口10与采样泵23的气体出口相连接。这样，从发射端回流气体接口10回流的气体可以作为保护气体阻挡从检测管6进入发射端的样气，从而对发射端起到保护作用；随后回流的气体与样气可以在采样泵23的作用下一同从发射端出口15排出。接收端回流气体接口3设置在接收端且相对于接收端出口17远离检测管6，并且接收端回流气体接口3 与采样泵23的气体出口相连接。这样，从接收端回流气体接口3回流的气体可以作为保护气体阻挡从检测管6进入接收端的样气，从而对接收端起到保护作用；随后回流的气体与样气在采样泵23的作用下一同从接收端出口17 排出。

在一个实施例中，气体检测系统还包括节流器26。采样泵23通过节流器 26分别与发射端回流气体接口10和接收端回流气体接口3相连接，以通过节流器26调节流动到发射端和接收端的气体流量。优选地，气体检测系统还包括设置在节流器26与采样泵23之间的第二过滤器25，用以对回流到发射端和接收端的气体进行再次过滤，从而更好地保护发生端和接收端被污染。

继续参照图1，该气体检测系统还包括第一气体缓冲器22和第二气体缓冲器24。第一气体缓冲器22设置在第一过滤器21与采样泵23之间，第二气体缓冲器24设置在采样泵23与发射端回流气体接口10和接收端回流气体接口3之间。第一气体缓冲器22和第二气体缓冲器24分别设置在采样泵23的两侧，可以将采样泵23两侧气体管道内流量的波动，有利于样气的不透光度检测。

进一步地，该气体检测系统还包括流量计27和气体成分分析装置28，用以检测检测系统中的气体流量以及分析样气中的气体成分。流量计27与第二气体缓冲器24相连接，用以监测该气体检测系统中的气体流量，从而为气体检测提供流量数据，同时能够及时发现气体检测系统中的堵塞问题。气体成分分析装置28与流量计27相连接，用以分析样气中的气体成分。

通过采样泵23吸入的气体经过第二气体缓冲器24后被分为两路，一路经过第二过滤器25的过滤后分别进入发射端和接收端以保护发射端和接收端不受样气污染，另一路经过流量计27进入气体成分分析装置28以进行气体成分分析。这样，在封闭的气路系统中完成对样气的不透光度检测以及气体成分分析，使检测分析结果更加准确。

下面参照图1说明根据本实用新型一个示例性实施例的气体检测系统中的不透光度检测装置。

该不透光度检测装置的发射端包括发射端出口15、发射端回流气体接口 10、发射端连接座8、发射端气幕座9、发射座体12以及光源13。

发射端连接座8是发射端与检测管6的连接的部件，其一端与检测管6 相连接、另一端与发射端气幕座9相连接，并且具有轴线与检测管6的轴线重合的中央通孔以接收检测管6内的样气。同时，发射端出口15设置在发射端连接座8的侧壁上。发射端气幕座9设置在发射端连接座8与发射座体12 之间。发射端气幕座9具有轴线与发射端连接座8的轴线重合的中央通孔，并且侧壁上设置有与发射端气幕座8的中央通孔相连通的发射端回流气体接口10。发射座体12的一端与发射端气幕座9的另一端相连接，并且发射座体 12具有轴线与发射端气幕座9的轴线重合的中央通孔。光源13设置在发射座体12的另一端以发出检测光束。这样，从采样泵23采集的回流气体通过发射端回流气体接口10进入发射端气幕座9，由于受到采样泵23的吸力作用，回流气体朝向检测管6方向流动，从而阻止样气向发射座体12方向流动，对光源13起到保护作用。

在一个实施例中，发射端还包括发射端透镜14。发射端透镜14设置在发射座体12的中央通孔内，用以汇聚光源13发出的光束。

在一个实施例中，发射端还包括发射端阻隔玻璃11。发射端阻隔玻璃11 设置在发射端气幕座9的远离检测管6的一端，以将发射端气幕座9的中央通孔与发射座体12的中央通孔间隔开来，从而防止发射座体12内部的中央通孔被污染。在另一个实施例中，该不透光度检测装置也可以不设置发射端阻隔玻璃11，而是在发射端气幕座9的远离检测管6的一端设置发射端透镜，该发射端透镜可以将发射端气幕座9的中央通孔与发射座体12的中央通孔间隔开来并且可以汇聚光束。

优选地，发射端连接座8与检测管6的连接处以及发射端连接座8与发射端气幕座9的连接处均通过密封圈密封，从而防止气体外泄而使检测结果不准确。

该不透光度检测装置的接收端包括接收端出口17、接收端回流气体接口 3、接收端连接座5、接收端气幕座4、接收座体1以及接收器19。

接收端连接座5是接收端与检测管6的连接部件，其一端与检测管6相连接、另一端与接收端气幕座4相连接，并且具有轴线与检测管6的轴线重合的中央通孔以接收检测管6内的样气。同时，接收端出口17设置在接收端连接座5的侧壁上。接收端气幕座4设置在接收端连接座5与接收座体1之间。接收端气幕座4具有轴线与接收端连接座5的轴线重合的中央通孔，并且侧壁上设置有与接收端气幕座4的中央通孔相连通的接收端回流气体接口 3。接收座体1的一端与接收端气幕座4的另一端相连接，并且接收座体1具有轴线与接收端气幕座4的轴线重合的中央通孔。接收器19设置在接收座体1的另一端，用以接收检测光束并将光信号转换为电信号，进而确定光束在检测管6内的样气中的衰减情况，从而计算得到样气的不透光度。这样，从采样泵23采集的回流气体通过接收端回流气体接口3进入接收端气幕座4，由于受到采样泵23的吸力作用，回流气体朝向检测管6方向流动，从而阻止样气向接收座体1方向流动，对接收器19起到保护作用。

在一个实施例中，接收端还包括接收端透镜18。接收端透镜18设置在接收座体1的中央通孔内，用以汇聚光束，从而保证尽量多的光束被接收器19 接收，从而提高检测准确度。

在一个实施例中，接收端还包括接收端阻隔玻璃2。接收端阻隔玻璃2设置在接收端气幕座4的远离检测管6的一端，以将接收端气幕座4的中央通孔与接收座体1的中央通孔间隔开来，从而防止接收座体1内部的中央通孔被污染。在另一个实施例中，该不透光度检测装置也可以不设置接收端阻隔玻璃2，而在接收端气幕座4的远离检测管6的一端设置接收端透镜18，该接收端透镜18可以将接收端气幕座4的中央通孔与接收座体1的中央通孔间隔开来并且可以汇聚光束。

优选地，接收端连接座5与检测管6的连接处以及接收端连接座5与接收端气幕座4的连接处均通过密封圈密封，从而防止气体外泄而使检测结果不准确。

下面参考图1和2对本实用新型公开的气体检测系统的使用方法做详细说明。

首先，本实用新型公开的气体检测系统的气体流动方式如下：在控制装置的控制下打开采样泵23；由于采样泵23在气路中产生吸力，使样气通过采样探头20和样气入口16进入检测管6；样气在检测管6中分为两路，一路朝向发射端流动、另一路朝向接收端流动，并且在发射端连接座8和接收端连接座5处被回流气体阻挡而分别从发射端出口15和接收端出口17排出，进入第一过滤器21；经过第一过滤器21过滤后依次经过第一气体缓冲器22、采样泵23和第二气体缓冲器24；气体从第二气体缓冲器24排出后分为两路：一路经过流量计27进入气体成分分析装置28进行气体成分的分析，气体成分分析完毕后，剩余气体被排放到外界；另一路进入第二过滤器25和节流器 26，在节流器26出再次分为两路分别进入发射端回流气体接口10和接收端回流气体接口3以作为回流气体。其次，在控制装置的控制下，打开光源13；光源13发出的光束穿过检测管6，并且由于检测管6内的样气而发生折射、反射等现象而衰减；衰减后的光束被接收器19接收；接收器19将接收的光信号转换为电信号，并将该电信号传送到控制装置；控制装置根据电信号计算样气的不透光度。

尽管对本实用新型的典型实施例进行了说明，但是显然本领域技术人员可以理解，在不背离本实用新型的精神和原理的情况下可以进行改变，其范围在权利要求书以及其等同物中进行了限定。

Claims (19)

1.一种气体检测系统，其特征在于，所述气体检测系统包括：

不透光度检测装置，所述不透光度检测装置包括：

检测管，所述检测管为中空的长管，并且在所述检测管的侧壁上设置有与外部样气源相连接的样气入口；

发射端，所述发射端设置在所述检测管的一端，所述发射端用于发射穿过所述检测管的光束，并且所述发射端具有发射端出口以排出从所述检测管接收的样气；以及

接收端，所述接收端设置在所述检测管的另一端，所述接收端用于接收所述光束并将所述光束转换为电信号以检测样气的不透光度，并且所述接收端具有接收端出口以排出从所述检测管接收的样气；

采样泵，所述采样泵分别与所述发射端出口和所述接收端出口相连接以促进样气流动；和

控制装置，所述控制装置分别与所述发射端、所述接收端和所述采样泵相连接以控制所述气体检测系统的工作。

2.根据权利要求1所述的气体检测系统，其特征在于，所述气体检测系统还包括：

第一过滤器，所述第一过滤器的一端分别与所述发射端出口和所述接收端出口相连接、另一端与所述采样泵的气体入口相连接；

发射端回流气体接口，所述发射端回流气体接口设置在所述发射端且相对于所述发射端出口远离所述检测管，并且所述发射端回流气体接口与所述采样泵的气体出口相连接；和

接收端回流气体接口，所述接收端回流气体接口设置在所述接收端且相对于所述接收端出口远离所述检测管，并且所述接收端回流气体接口与所述采样泵的气体出口相连接。

3.根据权利要求2所述的气体检测系统，其特征在于，所述气体检测系统还包括节流器，所述采样泵通过所述节流器分别与所述发射端回流气体接口和所述接收端回流气体接口相连接。

4.根据权利要求3所述的气体检测系统，其特征在于，所述气体检测系统还包括第二过滤器，所述第二过滤器设置在所述节流器与所述采样泵之间。

5.根据权利要求2所述的气体检测系统，其特征在于，所述气体检测系统还包括第一气体缓冲器和第二气体缓冲器，其中所述第一气体缓冲器设置在所述第一过滤器与所述采样泵之间，所述第二气体缓冲器设置在所述采样泵与所述发射端回流气体接口和所述接收端回流气体接口之间。

6.根据权利要求5所述的气体检测系统，其特征在于，所述气体检测系统还包括：

流量计，所述流量计与所述第二气体缓冲器相连接；和

气体成分分析装置，所述气体成分分析装置与所述流量计相连接。

7.根据权利要求2所述的气体检测系统，其特征在于，所述发射端还包括：

发射端连接座，所述发射端连接座的一端与所述检测管相连接，所述发射端连接座具有轴线与所述检测管的轴线重合的中央通孔，并且所述发射端出口设置在所述发射端连接座的侧壁上；

发射端气幕座，所述发射端气幕座的一端与所述发射端连接座的另一端相连接，所述发射端气幕座具有轴线与所述发射端连接座的轴线重合的中央通孔，并且所述发射端气幕座的侧壁上设置有所述发射端回流气体接口，所述发射端回流气体接口与所述发射端气幕座的中央通孔连通；

发射座体，所述发射座体的一端与所述发射端气幕座的另一端相连接，并且所述发射座体具有轴线与所述发射端气幕座的轴线重合的中央通孔；和

光源，所述光源设置在所述发射座体的另一端以发出检测光束。

8.根据权利要求7所述的气体检测系统，其特征在于，所述发射端还包括发射端阻隔玻璃，所述发射端阻隔玻璃设置在所述发射端气幕座的远离所述检测管的一端，以将所述发射端气幕座的中央通孔与所述发射座体的中央通孔间隔开来。

9.根据权利要求7所述的气体检测系统，其特征在于，所述发射端还包括透镜，所述透镜设置在所述发射端气幕座的远离所述检测管的一端，以将所述发射端气幕座的中央通孔与所述发射座体的中央通孔间隔开来并且汇聚光束。

10.根据权利要求7所述的气体检测系统，其特征在于，所述发射端还包括透镜，所述透镜设置在所述发射座体的中央通孔内，以汇聚所述光源发出的光束。

11.根据权利要求7所述的气体检测系统，其特征在于，所述发射端连接座与所述检测管的连接处通过密封圈密封，所述发射端连接座与所述发射端气幕座的连接处通过密封圈密封。

12.根据权利要求2所述的气体检测系统，其特征在于，所述接收端还包括：

接收端连接座，所述接收端连接座的一端与所述检测管相连接，所述接收端连接座具有轴线与所述检测管的轴线重合的中央通孔，并且所述接收端出口设置在所述接收端连接座的侧壁上；

接收端气幕座，所述接收端气幕座的一端与所述接收端连接座的另一端相连接，所述接收端气幕座具有轴线与所述接收端连接座的轴线重合的中央通孔，并且所述接收端气幕座的侧壁上设置有所述接收端回流气体接口，所述接收端回流气体接口与所述接收端气幕座的中央通孔连通；

接收座体，所述接收座体的一端与所述接收端气幕座的另一端相连接，并且所述接收座体具有轴线与所述接收端气幕座的轴线重合的中央通孔；和

接收器，所述接收器设置在所述接收座体的另一端以接收检测光束。

13.根据权利要求12所述的气体检测系统，其特征在于，所述接收端还包括接收端阻隔玻璃，所述接收端阻隔玻璃设置在所述接收端气幕座的远离所述检测管的一端，以将所述接收端气幕座的中央通孔与所述接收座体的中央通孔间隔开来。

14.根据权利要求12所述的气体检测系统，其特征在于，所述接收端还包括透镜，所述透镜设置在所述接收端气幕座的远离所述检测管的一端，以将所述接收端气幕座的中央通孔与所述接收座体的中央通孔间隔开来且汇聚光束。

15.根据权利要求12所述的气体检测系统，其特征在于，所述接收端还包括透镜，所述透镜设置在所述接收座体的中央通孔内以汇聚光束。

16.根据权利要求12所述的气体检测系统，其特征在于，所述接收端连接座与所述检测管的连接处通过密封圈密封，所述接收端连接座与所述接收端气幕座的连接处通过密封圈密封。

17.根据权利要求1所述的气体检测系统，其特征在于，所述气体检测系统还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述检测管的侧壁上。

18.根据权利要求1所述的气体检测系统，其特征在于，所述检测管的内壁设置有恒温装置。

19.根据权利要求1所述的气体检测系统，其特征在于，所述样气入口设置在所述检测管的轴向方向上的中点位置。