CN208140576U - 一种超低烟气分析仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种超低烟气分析仪，包括闪烁氙灯光源、准直透镜、单次反射池、汇聚透镜、紫外光纤、与紫外光纤连接的光谱仪、控制主板以及供电模块，所述单次反射池包括反射池腔体和离轴球面反射镜，反射池腔体采用直角梯形结构，所述离轴球面反射镜设于反射池腔体的上底上，反射池腔体的下底上设有光源入口和光源出口，所述光源入口的内侧和光源出口的内侧分别连接有准直透镜和汇聚透镜，光源出口的外侧连接有用于连接紫外光纤的光纤固定座。本实用新型中单次反射池采用直角梯形结构，将离轴球面反射镜设于直角梯形的上底上，使光源形成的光路沿斜腰方向反射至光纤上，无需进行光路调节，而且采用单次反射池可减少分析仪的体积。
Description
技术领域
本实用新型属于环境监测技术领域，具体涉及一种超低烟气分析仪。
背景技术
当前的发电方式以火力发电为主，煤在燃烧的过程中会产生大量的灰渣、粉尘、SO2、NOX气体等废弃物质，从而带来了酸雨、臭氧和 PM2.5等环境污染问题。针对日益严重的环境污染，最新的《火电厂大气污染物排放标准》规定SO2和NO 排放限值分别为35mg/m3和50mg/m3，燃煤电厂为实现新排放标准的要求正在进行的超低排放改造，大量的现场测试数据表明，非分散红外分析仪由于受到烟气中的水汽、多气体组分干扰、仪表线性等多重因素影响，存在诸多问题，例如：零点和量程漂移大、环境适应性差、检测限差等问题，难以满足超低排放的检测需求；同时现有的分析仪为保证检测的精准度，采用的结构的较为复杂，导致分析仪的体积较大，制作成本增加。
实用新型内容
本实用新型的目的提供一种基于差分吸收光谱技术的超低烟气分析仪，避免水汽湿度、粉尘、其他干扰气体等对分析仪带来的干扰。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种超低烟气分析仪，包括闪烁氙灯光源、准直透镜、单次反射池、汇聚透镜、紫外光纤、与紫外光纤连接的光谱仪、控制主板以及供电模块，所述单次反射池包括反射池腔体和离轴球面反射镜，所述反射池腔体采用直角梯形结构，所述离轴球面反射镜设于反射池腔体的上底上，所述反射池腔体的下底上设有光源入口和光源出口，所述光源入口的内侧和光源出口的内侧分别连接有准直透镜和汇聚透镜，所述光源出口的外侧连接有用于连接紫外光纤的光纤固定座，所述闪烁氙灯光源发出的光束经准直透镜沿反射池腔体的直腰方向进入离轴球面反射镜，所述光束经离轴球面反射镜反射沿反射池腔体的斜腰方向进入汇聚透镜收束并汇聚在紫外光纤上。
进一步地，所述反射池腔体的直腰上设有气体入口和气体出口，所述气体入口上连接有三通阀。
进一步地，所述闪烁氙灯光源外设有对闪烁氙灯光源进行温度调控的温控模块，所述温控模块包括贴合在闪烁氙灯光源外周的发热PI模、包裹在发热PI模上的保温层以及温度传感器，所述温度传感器与控制主板连接。
优选地，所述温控模块调控的温度为40~45℃。
进一步地，所述离轴球面反射镜上镀有200-300nm反射率>80%以上的高反射铝膜。
进一步地，所述紫外光纤为波段在190-300nm范围内的多模光纤。
有益效果：1、本实用新型中单次反射次采用直角梯形结构，将离轴球面反射镜设于直角梯形的上底处，可以使闪烁氙灯光源发出的光束沿直腰方向进入离轴球面反射镜，离轴球面反射镜反射使光束沿斜腰方向自动汇聚至紫外光纤，在同样稳定性下，这样形成的光路与多次反射池形成的光路相比，无需再进行调节，同时采用的直梯形结构极大程度减小腔体内部体积，从而减少分析仪本身的大小；2、在闪烁氙灯光源外设有温控模块，将闪烁氙灯光源的温度有效控制在40~45℃的范围，使闪烁氙灯光不受外界环境温度影响,光谱结构稳定。
附图说明
图1为本实用新型的工作原理图；
图中：10、闪烁氙灯光源；20、单次反射池；21、反射池腔体；22、气体出口；23、气体入口；24、离轴球面反射镜；25、光源入口；26、光源出口；30、三通阀；40、光纤固定座；50、紫外光纤；60、光谱仪；70、控制主板；80、汇聚透镜；90、准直透镜；100、供电模块；110、温控模块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明，在详细说明本实用新型各实施例的技术方案前，对所涉及的名词和术语进行解释说明，在本说明书中，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。
如图1所示，本实用新型所述的超低烟气分析仪，包括闪烁氙灯光源10、准直透镜90、单次反射池20、三通阀30、汇聚透镜80、紫外光纤50、与紫外光纤连接的光谱仪60、控制主板70、供电模块100以及温控模块110，所述供电模块向闪烁氙灯光源、控制主板、光谱仪、以及温控模块提供电源，所述控制主板控制闪烁氙灯光源、光谱仪、温控模块以及三通阀的开启与关闭，同时与常规使用的交互界面连接，将检测的相关数据在交互界面上显示；所述紫外光纤优选为波段在190-300nm范围内的多模光纤。
如图1所示，所述的单次反射池包括反射池腔体21和离轴球面反射镜24，所述反射池腔体优选采用直角梯形结构，其中所述离轴球面反射镜设于直角梯形结构的上底上，在所述直角梯形结构的下底上设有光源入口25和光源出口26，在所述光源入口的内侧和光源出口的内侧分别连接有准直透镜90和汇聚透镜80，在所述光源出口的外侧连接有用于连接紫外光纤的光纤固定座40；在所述直角梯形结构的直腰上设有气体入口23和气体出口22，所述三通阀30连接在所述气体入口上，三通阀的一端为零气入口，三通阀的另一端为标准样气和待测样气的样气入口。
所述闪烁氙灯光源外设有对闪烁氙灯光源进行温度调控的温控模块110，所述温控模块包括贴合在闪烁氙灯光源外周的发热PI模、包裹在发热PI模上的保温层以及温度传感器，所述温度传感器与控制主板连接，所述温度传感器将温度反馈至控制主板上，将闪烁氙灯光源的温度控制在40~45℃范围，使闪烁氙灯光源不受外界环境温度影响,工作状态稳定。
本实用新型中光路的形成过程：所述闪烁氙灯光源发出的光束从光源入口进入，从准直透镜中发出沿直角梯形结构的直腰方向进入离轴球面反射镜内，所述光束经离轴球面反射镜反射沿直角梯形结构的斜腰方向进入汇聚透镜，最终汇聚在光纤固定座的紫外光纤上，光束在经过准直透镜时具有小于2°的扩散，经离轴球面反射镜后扩散的光束被收束，收束后使分散角度小于1°，同时反射的光束在方向上具有6°的偏移,收束后光经过汇聚透镜汇聚形成一个直径小于1mm的光点，进而被紫外光纤接受，光纤将光点导入光谱仪。
本实用新型的具体检测步骤如下：
1、准备阶段：分析仪运行前，开机预热20min，各部件运行稳定，并在温控稳定后，进行下一步；
2、光谱校准阶段：三通阀切换至零气入口，零气进入单次反射池，通过与控制主板连接的交互界面对光谱仪进行校正；
3、浓度校准阶段：三通阀切换至样气入口，通入已知浓度的标准样气，通过交互界面对数值显示的浓度进行标定校准；
4、待测样气测量：三通阀切换至样气入口，通入待测样气，分析仪通过与标定校准的参数相比，直接对待测样气中NO、SO2等的气体浓度进行测量。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加简洁明了，本实用新型用以上具体实施例进行说明，仅仅用于描述本实用新型，不能理解为对本实用新型的范围的限制。应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种超低烟气分析仪，其特征在于，包括闪烁氙灯光源（10）、准直透镜（90）、单次反射池（20）、汇聚透镜（80）、紫外光纤（50）、与紫外光纤连接的光谱仪、控制主板以及供电模块，所述单次反射池包括反射池腔体（21）和离轴球面反射镜（24），所述反射池腔体采用直角梯形结构，所述离轴球面反射镜设于反射池腔体的上底上，所述反射池腔体的下底上设有光源入口（25）和光源出口（26），所述光源入口的内侧和光源出口的内侧分别连接有准直透镜（90）和汇聚透镜（80），所述光源出口的外侧连接有用于连接紫外光纤的光纤固定座（40），所述闪烁氙灯光源发出的光束经准直透镜沿反射池腔体的直腰方向进入离轴球面反射镜，所述光束经离轴球面反射镜反射沿反射池腔体的斜腰方向进入汇聚透镜收束并汇聚在紫外光纤上。
2.根据权利要求1所述的超低烟气分析仪，其特征在于，所述反射池腔体的直腰上设有气体入口（23）和气体出口（22），所述气体入口上连接有三通阀（30）。
3.根据权利要求1所述的超低烟气分析仪，其特征在于，所述闪烁氙灯光源外设有对闪烁氙灯光源进行温度调控的温控模块（110），所述温控模块包括贴合在闪烁氙灯光源外周的发热PI模、包裹在发热PI模上的保温层以及温度传感器，所述温度传感器与控制主板连接。
4.根据权利要求3所述的超低烟气分析仪，其特征在于，所述温控模块调控的温度为40~45℃。
5.根据权利要求1所述的超低烟气分析仪，其特征在于，所述离轴球面反射镜上镀有200-300nm反射率>80%以上的高反射铝膜。
6.根据权利要求1所述的超低烟气分析仪，其特征在于，所述紫外光纤为波段在190-300nm范围内的多模光纤。
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| CN111551508A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-08-18 | 深圳国技环保技术有限公司 | 光谱气室、光谱标定及测量方法 |
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2018
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