CN214472744U - 一种用于痕量气体测量的激光光谱仪 - Google Patents

一种用于痕量气体测量的激光光谱仪 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,包括气体监控管路,气体监控管路包括主监控管线和循环单元,循环单元包括依次连接的第二单向阀、光谱仪以及减压阀,循环单元与主监控管线的两端分别连接形成闭环回路,实现对气体的实时监控;光谱仪外部还设置有光谱仪温控装置,用于控制光谱仪所处环境的温度。本实用新型通过循环单元与主监控管线之间形成闭合环路,实现对气体压强以及流量的实时监控,保证检测环境的密闭性,避免造成环境污染;通过设置载气稳压单元和干燥单元,实现对流经气体压力和流量的控制和对流经气体的干燥,提高检测精度;通过设置光谱仪温控装置,实现稳定控制光谱仪所处环境的温度,提高对光谱仪的检测精度。

Description

一种用于痕量气体测量的激光光谱仪
技术领域
本实用新型涉及检测仪器技术领域,具体涉及一种用于痕量气体测量的激光光谱仪。
背景技术
随着人们对环境要求的提高,对环境中的有害气体的检测也十分重要,目前的光谱仪在检测气体中发挥了重要的作用,而在光谱仪的实时检测中,气体的流速与压强也会对测量精度造成影响,并且,在激光光谱仪进行气体检测技术中,光谱仪所处的环境温度以及水对检测精度也会造成影响。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型要解决的问题是提供一种实时监测痕量气体和保证检测环境温度稳定的激光光谱仪。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,包括气体监控管路,所述气体监控管路包括主监控管线和循环单元,所述循环单元包括依次连接的第二单向阀、光谱仪以及减压阀,所述循环单元与主监控管线的两端分别连接,形成闭环回路,实现对气体的实时监控;
所述光谱仪外部还设置有光谱仪温控装置,用于控制光谱仪所处环境的温度。
所述光谱仪温控装置包括保温外壳以及固定设置于保温外壳内部的导热板,所述导热板上固定安装有光谱仪,所述导热板两端还连接有加热单元和制冷单元。
所述导热板底部固定安装有加热单元,所述加热单元为加热片,实现对保温外壳内部环境的加热。
所述制冷单元固定安装于保温外壳一侧,所述制冷单元包括固定安装于保温外壳外壁上的制冷片,所述制冷片外侧设置有散热片,所述散热片外侧设置有风扇,实现对保温外壳内部环境的制冷和散热。
所述光谱仪温控装置还包括采集单元,所述采集单元包括固定设置于光谱仪侧壁的内部温度传感器,实现对保温外壳内部温度进行采集。
所述采集单元还包括有设置于保温外壳外部的外部温度传感器,实现对环境温度进行采集。
所述光谱仪温控装置还包括控制单元,所述控制单元与采集单元、加热单元、制冷单元连接,实现对光谱仪温控装置的控制。
所述主监控管线包括载气稳压单元和干燥单元,所述载气稳压单元的输入端连接进气口,所述载气稳压单元的输出端连接干燥单元的输入端,所述载气稳压单元实现对气体压力和流量进行控制,所述干燥单元的输出端连接出气口,所述干燥单元实现对气体的干燥。
所述载气稳压单元包括依次串联的流量控制器、缓冲罐、比例调节阀以及压缩机,所述缓冲罐的内部还设置有压力传感器,所述流量控制器的输出端连接缓冲罐的第一输入端,所述第二单向阀的输出端连接缓冲罐的第二输入端,所述流量控制器用于对气体压力和流量进行控制。
所述干燥单元包括依次串联的第一单向阀和干燥管,所述压缩机的输出端连接第一单向阀的输入端,所述干燥单元实现对气体的持续干燥,所述干燥管的输出端还连接有第二单向阀的输入端,使得载气稳压单元、干燥单元以及循环单元之间形成闭合环路,实现对气体压强以及流量的实时监控,避免了水汽对气体检测精度的干扰。
本实用新型具有的优点和积极效果是:
(1)本实用新型通过设置循环单元,使得载气稳压单元、干燥单元以及循环单元之间形成闭合环路,实现对气体压强以及流量的实时监控,保证了检测环境的密闭性,避免造成环境污染。
(2)本实用新型通过设置载气稳压单元,实现对流经气体压力和流量的控制,避免了气体的流速和压强对检测的影响,提高了检测精度。
(3)本实用新型通过设置干燥单元,实现对流经气体的干燥,避免了气体中水汽对检测的影响,提高了对气体的检测精度。
(4)本实用新型通过设置光谱仪温控装置,实现稳定控制光谱仪所处环境的温度,避免了光谱仪的环境变化造成对检测的影响,提高了对光谱仪的检测精度。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
图1是本实用新型的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪的气体监控管路的整体结构图;
图2是本实用新型的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪的光谱仪温控装置的内部结构图;
图3是本实用新型的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪的光谱仪温控装置的控制连接图;
图中:
1,气体监控管路、2,主监控管线、3,循环单元、4,光谱仪温控装置、5,载气稳压单元、6,干燥单元、7,进气口、8,流量控制器、9,缓冲罐、10,压力传感器、11,比例调节阀、12,压缩机、13,第一单向阀、14,干燥管、15,第二单向阀、16,减压阀、17,光谱仪、18,出气口、19,保温外壳、20,导热板、21,加热片、22,内部温度传感器、23,制冷片、24,风扇、25,散热片、26,外部温度传感器、27,加热单元、28,制冷单元、29,采集单元、30,控制单元。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是,当组件被称为“固定于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图2所示,本实用新型提供一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,包括气体监控管路1,所述气体监控管路1包括主监控管线2和循环单元3,所述循环单元3包括依次连接的第二单向阀15、光谱仪17以及减压阀16,所述循环单元3与主监控管线2的两端分别连接,形成闭环回路,实现对气体的实时监控;
所述光谱仪17外部还设置有光谱仪温控装置4,用于控制光谱仪17所处环境的温度。
本实用新型的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪应用于对痕量气体的实时监控,在实际的工作过程中,如图1至图2所示,气体通过主监控管线2进入到第二单向阀15,经由第二单向阀15、光谱仪17以及减压阀16循环进入到主监控管线2,形成闭合回路,实现了对气体的实时监控,保证了检测环境的密闭性,避免造成环境污染;光谱仪温控装置4实现对光谱仪17所处环境的温度的稳定控制,确保光谱仪17处于预设的工作温度内,保持光谱仪17工况,避免了现有技术中,光谱仪17所处的环境温度变化对检测精度造成影响的问题。
进一步地,如图2和图3所示,所述光谱仪温控装置4包括保温外壳19以及固定设置于保温外壳19内部的导热板20,所述导热板20上固定安装有光谱仪17,所述导热板20两端还连接有加热单元27和制冷单元28,实现对光谱仪17所处环境的温度的稳定控制,确保光谱仪17处于预设的工作温度内,保持光谱仪17工况。
所述导热板20底部固定安装有加热单元27,所述加热单元27为加热片21,实现对保温外壳19内部环境的加热。
所述制冷单元28固定安装于保温外壳19一侧,所述制冷单元28包括固定安装于保温外壳19外壁上的制冷片23,所述制冷片23外侧设置有散热片25,所述散热片25外侧设置有风扇24,实现对保温外壳19内部环境的制冷和散热。
所述光谱仪温控装置4还包括采集单元29,所述采集单元29包括固定设置于光谱仪17侧壁的内部温度传感器22,实现对保温外壳19内部温度进行采集。
所述采集单元29还包括有设置于保温外壳19外部的外部温度传感器26,实现对环境温度进行采集。
所述光谱仪温控装置4还包括控制单元30,所述控制单元30与采集单元29、加热单元27、制冷单元28连接,实现对光谱仪温控装置4的控制。
在实施例中,所述控制单元30预设的最高临界温度为光谱仪17工作温度的最高值,所述控制单元30预设的最低临界温度为光谱仪17工作温度的最低值。
在实施例中,所述保温外壳19还包括两个通孔,便于光谱仪17的接线。
在具体的工作过程中,如图2和图3所示,外部温度传感器26检测环境温度并传输给控制单元30:
当控制单元30接收到的环境温度值低于预设的最低临界温度时,控制中心控制加热片21加热,导热板20进行导热,内部温度传感器22检测保温外壳19内部温度并传输给控制单元30,当控制单元30接收到的内部温度值处于预设的最低临界温度与预设的最高临界温度之间时,控制单元30控制加热片21停止,实现对光谱仪17周围温度的自动升温;
当控制单元30接收到的环境温度值高于预设的最高临界温度时,控制中心控制制冷片23与风扇24开启,散热片25进行散热,内部温度传感器22检测保温外壳19内部温度并传输给控制单元30,当控制单元30接收到的内部温度值处于预设的最低临界温度与预设的最高临界温度之间时,控制单元30控制制冷片23与风扇24停止,实现对光谱仪17周围温度的自动降温,进而实现对光谱仪17所处环境的温度的稳定控制,确保光谱仪17处于预设的工作温度内,保持光谱仪17工况,避免了现有技术中,光谱仪17所处的环境温度变化对检测精度造成影响的问题。
进一步地,如图1所示,所述主监控管线2包括载气稳压单元5和干燥单元6,所述载气稳压单元5的输入端连接进气口7,所述载气稳压单元5的输出端连接干燥单元6的输入端,所述载气稳压单元5实现对气体压力和流量进行控制,所述干燥单元6的输出端连接出气口18,所述干燥单元6实现对气体的干燥。
所述载气稳压单元5包括依次串联的流量控制器8、缓冲罐9、比例调节阀11以及压缩机12,所述缓冲罐9的内部还设置有压力传感器10,所述流量控制器8的输出端连接缓冲罐9的第一输入端,所述第二单向阀15的输出端连接缓冲罐9的第二输入端,所述流量控制器8用于对气体压力和流量进行控制。
在实施例中,所述比例调节阀11为流量阀。
所述干燥单元6包括依次串联的第一单向阀13和干燥管14,所述压缩机12的输出端连接第一单向阀13的输入端,所述干燥单元6实现对气体的持续干燥,所述干燥管14的输出端还连接有第二单向阀15的输入端,使得载气稳压单元5、干燥单元6以及循环单元3之间形成闭合环路,实现对气体压强以及流量的实时监控,避免了水汽对气体检测精度的干扰。
在实施例中,所述第一单向阀13与第二单向阀15均为隔膜式单向阀,所述干燥管14为膜式气体干燥管14。
在具体的工作过程中,如图1所示,痕量气体从进气口7依次进入到流量控制器8、缓冲罐9、比例调节阀11、压缩机12、第一单向阀13和干燥管14,气体从干燥管14分别进入出气口18和减压阀16,再由减压阀16进入到光谱仪17,再由光谱仪17通过第二单向阀15回到缓冲罐9中,实现闭环回路,避免了气体的外泄,实现无损检测,保证了密封度,使得检测过程中不会引入其他气体影响检测精度,缓冲罐9内的压力传感器10实时检测经过气体的压力,流量控制器8与比例调节阀11实现对气体经过流量的控制,干燥管14实现对气体的干燥,实现对气体压强以及流量的实时监控,避免了水汽对气体检测精度的干扰。
本实用新型的工作原理和工作过程如下:
外部温度传感器26检测环境温度并传输给控制单元30:
当控制单元30接收到的环境温度值低于预设的最低临界温度时,控制中心控制加热片21加热,导热板20进行导热,内部温度传感器22检测保温外壳19内部温度并传输给控制单元30,当控制单元30接收到的内部温度值处于预设的最低临界温度与预设的最高临界温度之间时,控制单元30控制加热片21停止,实现对光谱仪17周围温度的自动升温;
当控制单元30接收到的环境温度值高于预设的最高临界温度时,控制中心控制制冷片23与风扇24开启,散热片25进行散热,内部温度传感器22检测保温外壳19内部温度并传输给控制单元30,当控制单元30接收到的内部温度值处于预设的最低临界温度与预设的最高临界温度之间时,控制单元30控制制冷片23与风扇24停止,实现对光谱仪17周围温度的自动降温,进而实现对光谱仪17所处环境的温度的稳定控制,确保光谱仪17处于预设的工作温度内,保持光谱仪17工况;
痕量气体从进气口7依次进入到流量控制器8、缓冲罐9、比例调节阀11、压缩机12、第一单向阀13和干燥管14,气体从干燥管14分别进入出气口18和减压阀16,再由减压阀16进入到光谱仪17,再由光谱仪17通过第二单向阀15回到缓冲罐9中,实现闭环回路,避免了气体的外泄,实现无损检测,保证了密封度,使得检测过程中不会引入其他气体影响检测精度,缓冲罐9内的压力传感器10实时检测经过气体的压力,流量控制器8与比例调节阀11实现对气体经过流量的控制,干燥管14实现对气体的干燥,避免了水汽对气体检测精度的干扰,使得提高光谱仪17检测准确度。
本实用新型的特点在于:通过设置循环单元3,使得载气稳压单元5、干燥单元6以及循环单元3之间形成闭合环路,实现对气体压强以及流量的实时监控,保证了检测环境的密闭性,避免造成环境污染;通过设置载气稳压单元5,实现对流经气体压力和流量的控制,避免了气体的流速和压强对检测的影响,提高了检测精度;通过设置干燥单元6,实现对流经气体的干燥,避免了气体中水汽对检测的影响,提高了对气体的检测精度;通过设置光谱仪温控装置4,实现稳定控制光谱仪17所处环境的温度,避免了光谱仪17的环境变化造成对检测的影响,提高了对光谱仪17的检测精度。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,其特征在于,包括气体监控管路(1),所述气体监控管路(1)包括主监控管线(2)和循环单元(3),所述循环单元(3)包括依次连接的第二单向阀(15)、光谱仪(17)以及减压阀(16),所述循环单元(3)与主监控管线(2)的两端分别连接,形成闭环回路,实现对气体的实时监控;
所述光谱仪(17)外部还设置有光谱仪温控装置(4),用于控制光谱仪(17)所处环境的温度。
2.根据权利要求1所述的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,其特征在于,所述光谱仪温控装置(4)包括保温外壳(19)以及固定设置于保温外壳(19)内部的导热板(20),所述导热板(20)上固定安装有光谱仪(17),所述导热板(20)两端还连接有加热单元(27)和制冷单元(28)。
3.根据权利要求2所述的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,其特征在于,所述导热板(20)底部固定安装有加热单元(27),所述加热单元(27)为加热片(21),实现对保温外壳(19)内部环境的加热。
4.根据权利要求2所述的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,其特征在于,所述制冷单元(28)固定安装于保温外壳(19)一侧,所述制冷单元(28)包括固定安装于保温外壳(19)外壁上的制冷片(23),所述制冷片(23)外侧设置有散热片(25),所述散热片(25)外侧设置有风扇(24),实现对保温外壳(19)内部环境的制冷和散热。
5.根据权利要求2所述的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,其特征在于,所述光谱仪温控装置(4)还包括采集单元(29),所述采集单元(29)包括固定设置于光谱仪(17)侧壁的内部温度传感器(22),实现对保温外壳(19)内部温度进行采集。
6.根据权利要求5所述的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,其特征在于,所述采集单元(29)还包括有设置于保温外壳(19)外部的外部温度传感器(26),实现对环境温度进行采集。
7.根据权利要求6所述的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,其特征在于,所述光谱仪温控装置(4)还包括控制单元(30),所述控制单元(30)与采集单元(29)、加热单元(27)、制冷单元(28)连接,实现对光谱仪温控装置(4)的控制。
8.根据权利要求1所述的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,其特征在于,所述主监控管线(2)包括载气稳压单元(5)和干燥单元(6),所述载气稳压单元(5)的输入端连接进气口(7),所述载气稳压单元(5)的输出端连接干燥单元(6)的输入端,所述载气稳压单元(5)实现对气体压力和流量进行控制,所述干燥单元(6)的输出端连接出气口(18),所述干燥单元(6)实现对气体的干燥。
9.根据权利要求8所述的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,其特征在于,所述载气稳压单元(5)包括依次串联的流量控制器(8)、缓冲罐(9)、比例调节阀(11)以及压缩机(12),所述缓冲罐(9)的内部还设置有压力传感器(10),所述流量控制器(8)的输出端连接缓冲罐(9)的第一输入端,所述第二单向阀(15)的输出端连接缓冲罐(9)的第二输入端。
10.根据权利要求9所述的一种用于痕量气体测量的激光光谱仪,其特征在于,所述干燥单元(6)包括依次串联的第一单向阀(13)和干燥管(14),所述压缩机(12)的输出端连接第一单向阀(13)的输入端,所述干燥单元(6)实现对气体的干燥,所述干燥管(14)的输出端还连接有第二单向阀(15)的输入端,使得载气稳压单元(5)、干燥单元(6)以及循环单元(3)之间形成闭合环路,实现对气体压强以及流量的实时监控。
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