CN214584891U - 一种抽取式防爆型气体分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抽取式防爆型气体分析装置，包括发射探头、控制模组、气体反射吸收池、接收探头以及分析模组，发射探头与接收探头分别电性连接于气体反射吸收池的两端，气体反射吸收池用于接收待测气体，发射探头用于朝向气体反射吸收池发射激光，接收探头用于接收发射探头发射出的激光并将其光电转换后，传输到分析模组，分析模组用于将接收到的信号处理得到气体浓度信号；发射探头、控制模组、接收探头以及分析模组分别设置于防爆箱内，气体反射吸收池外置于防爆箱，通过将气体反射吸收池由内置改为外置，提高防爆等级和防护等级，应用于爆炸级别要求更高的场合，并通过长光程多次反射方式提高了气体检测下限能力。

Description

一种抽取式防爆型气体分析装置

技术领域

本实用新型涉及分析仪器领域，尤其是涉及一种抽取式防爆型气体分析装置。

背景技术

工业过程中由于工艺要求、控制要求或安全要求等，需要对微量气体含量进行在线监测，如微量H₂S、微量H₂O和微量CO等，微量气体监测要求实时、准确、可靠。可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术具有高选择性、高稳定性和高灵敏度等优势，被广泛应用于气体在线监测领域。在一些管径小、粉尘含量高、水汽大等场合，安装方式无法采用原位方式从而采用抽取方式在线测量。工业过程很多应用中需要防爆要求，目前防爆抽取主要有两种方式，一种是单端发射—单端接收方式；另一种是多次反射方式。该两种方式均有不足之处，第一种方式应用问题是对于微量气体检测，由于光程较短检测下限能力不足；第二种方式是多次反射吸收池内置于防爆箱内，具有防爆箱体积大、维护不方便和防爆等级、防护等级不高等缺点。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种抽取式防爆型气体分析装置，提高防爆等级和防护等级，应用于爆炸级别要求更高的场合，提高产品的通用性并提高了检测下限水平。

具体的，本实用新型的技术方案如下：一种抽取式防爆型气体分析装置，包括发射探头、控制模组、气体反射吸收池、接收探头以及分析模组，所述发射探头与所述控制模组信号连接，所述接收探头与所述分析模组信号连接，所述发射探头与所述接收探头分别电性连接于所述气体反射吸收池的两端，所述气体反射吸收池用于接收待测气体，所述发射探头用于朝向所述气体反射吸收池发射激光，所述接收探头用于接收所述发射探头发射出的激光并将其光电转换后，传输到所述分析模组，所述分析模组用于将接收到的信号处理得到气体浓度信号；所述发射探头、控制模组、接收探头以及分析模组分别设置于防爆箱内，所述气体反射吸收池外置于所述防爆箱。

进一步地，所述控制模组设置在第一防爆箱内，所述发射探头设置在第二防爆箱内，所述第一防爆箱通过线缆与所述第二防爆箱连接，以将所述控制模组与发射探头电性连接。

进一步地，所述发射探头包括分别间隔设置在所述第二防爆箱内的激光器、准直透镜以及隔爆窗片，所述激光器与所述控制模组电性连接，所述控制模组控制所述激光器发射激光经过所述准直透镜和隔爆窗片后至所述气体反射吸收池。

进一步地，所述气体反射吸收池包括池本体以及设置在所述池本体内的多个反射镜，所述池本体具有接收窗和输出窗，所述激光器发射出的激光通过所述接收窗进入所述池本体内部后，经所述多个反射镜反射后自所述输出窗发出。

进一步地，所述多个反射镜包括位于所述池本体内部一端的大反射镜以及位于所述池本体内部另一端的两个小反射镜，两个小反射镜包括第一小反射镜和第二小反射镜，自所述接收窗进入的激光依次经所述第一小反射镜、所述大反射镜以及第二小反射镜之间经过多次反射后自所述输出窗射出。

进一步地，所述接收探头包括第三防爆箱、分别间隔设置在所述第三防爆箱内的会聚透镜和光电检测器，经所述气体反射吸收池射出的激光，经所述会聚透镜后被所述光电检测器接收，所述光电检测器进行光电转换。

进一步地，所述分析模组设置在第四防爆箱内，所述第三防爆箱与所述第四防爆箱通过线缆连接，以使得所述接收探头和所述分析模组电性连接。

进一步地，所述第一防爆箱与所述第四防爆箱通过线缆连接，以使得所述控制模组与所述分析模组电性连接。

进一步地，所述控制模组和所述发射探头设置在第一防爆箱内，所述接收探头和所述分析模组设置在第二防爆箱内，所述控制模组和所述发射探头电性连接，所述接收探头和所述分析模组电性连接。

进一步地，所述控制模组与所述发射探头无线连接，和/或所述接收探头和所述分析模组无线连接。

采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：本专利申请通过将气体反射吸收池由内置改为外置，提高防爆等级和防护等级，应用于爆炸级别要求更高的场合，保证系统的安全性和测量准确性。防爆等级可以达到IICT6级别，防护等级可以达到IP66，并同时采样多次反射方式取代单端发射-单端接收方式，以增加测量光程，从而提高了检测下限水平。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型抽取式防爆型气体分析装置的主视图

图2为图1的局部剖视图。

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作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。

请参阅图1至图2示，本实用新型提供一种抽取式防爆型气体分析装置，包括控制模组1、发射探头2、气体反射吸收池3、接收探头4以及分析模组5。控制模组1与发射探头2信号连接，以用于向发射探头2发射驱动命令，以使得发射探头2朝向气体反射吸收池3内部发射激光。气体反射吸收池3用于接收抽取到的待测气体，接收探头4与分析模组5信号连接，用于分析气体反射吸收池3中的待测气体。本气体分析装置采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术，对气体反射吸收池3中的待测气体进行实时在线检测，以检测待测气体中的微量气体。以下对气体分析装置的具体构造进行详细描述。

控制模组1设置在第一防爆箱10内，发射探头2设置在第二防爆箱20内。控制模组1包括驱动电路板和温控电路板，第一防爆箱10通过线缆与第二防爆箱20连接，以将控制模组1中的驱动电路板与发射探头2电性连接，以控制发射探头2发射激光。控制模组1中的温控电路板与发射探头2中的半导体制冷器电性连接，以实达到温度控制的功能。

发射探头2包括设置在第二防爆箱20内的激光器21、准直透镜22以及隔爆窗片23。激光器21安装在第二防爆箱20内的安装座上，激光器21发出的激光穿过准直透镜22以及隔爆窗片23。激光器21与驱动电路板电性连接，所述驱动电路板控制激光器21发射激光。发射探头2还包括设置在第二防爆箱20内的半导体制冷器，半导体制冷器与温控电路板电性连接，温控电路板可向半导体制冷器发射命令，以控制第二防爆箱20内的温度，使得激光器21可以发出特定波长的激光。

在另一实施方式中，控制模组1与发射探头2可以通过无线通讯连接。

气体反射吸收池3包括池本体31以及设置在池本体31内的多个反射镜32。池本体31具有接收窗和输出窗，接收窗与隔爆窗片23相对齐，激光器21发射出的激光通过接收窗进入池本体31内部后，经多个反射镜32反射后自输出窗发出。多个反射镜32包括位于池本体31内部一端的大反射镜321以及位于池本体31内部另一端的两个小反射镜，两个小反射镜包括第一小反射镜3221反射镜3222，自接收窗进入的激光依次经第一小反射镜3221、大反射镜321以及第二小反射镜3222之间经过多次反射后自输出窗射出，气体反射吸收池3保证激光光束形成多次反射，使得激光能够在很小空间内使有效光程达到数百米，实现在小容积气体样品中对光线的高效吸收，适用于待测气体的精确检测。本专利申请通过将气体反射吸收池3由内置改为外置，提高防爆等级和防护等级，应用于爆炸级别要求更高的场合，保证系统的安全性和测量准确性。防爆等级可以达到IICT6级别，防护等级可以达到IP66，并通过长光程多次反射方式提高了气体检测下限能力。

接收探头4设置在第三防爆箱内40。接收探头4包括接收本体41以及分别间隔设置在接收本体41内的会聚透镜42和光电检测器43。会聚透镜42和光电检测器43均与气体反射吸收池3的输出窗相对齐，自气体反射吸收池3射出的激光经会聚透镜42后被光电检测器43接收，光电检测器43进行光电转换。分析模组5设置在第四防爆箱50内，第三防爆箱40与第四防爆箱50通过线缆连接，以使得接收探头4和分析模组5电性连接。分析模组5包括信号分析电路板以及设置在第四防爆箱50上的显示屏，信号分析电路板用于接收光电检测器43转换后的光电信号，并对其进行分析。第一防爆箱10与第四防爆箱50通过线缆连接，以使得控制模组1与分析模组5通讯连接，优选地，第一防爆箱10和第四防爆箱50通过线缆连接，以便于向控制模组1发送控制指令，显示屏上用于显示分析结果。

在另一实施方式中，接收探头4与分析模组5也可以无线连接。

在另一实施方式中，提供了一种防爆箱可能的设置方式，控制模组1和发射探头2设置在第一防爆箱10内，接收探头4和分析模组5设置在第二防爆箱20内。第一防爆箱10通过线缆与第二防爆箱20电性连接，以使得控制模组1和发射探头2电性连接，以及接收探头4和分析模组5电性连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抽取式防爆型气体分析装置，其特征在于，包括发射探头、控制模组、气体反射吸收池、接收探头以及分析模组，所述发射探头与所述控制模组信号连接，所述接收探头与所述分析模组信号连接，所述发射探头与所述接收探头分别电性连接于所述气体反射吸收池的两端，所述气体反射吸收池用于接收待测气体，所述发射探头用于朝向所述气体反射吸收池发射激光，所述接收探头用于接收所述发射探头发射出的激光并将其光电转换后，传输到所述分析模组，所述分析模组用于将接收到的信号处理得到气体浓度信号；所述发射探头、控制模组、接收探头以及分析模组分别设置于防爆箱内，所述气体反射吸收池外置于所述防爆箱。

2.根据权利要求1所述的抽取式防爆型气体分析装置，其特征在于，所述控制模组设置在第一防爆箱内，所述发射探头设置在第二防爆箱内，所述第一防爆箱通过线缆与所述第二防爆箱连接，以将所述控制模组与发射探头电性连接。

3.根据权利要求2所述的抽取式防爆型气体分析装置，其特征在于，所述发射探头包括分别间隔设置在所述第二防爆箱内的激光器、准直透镜以及隔爆窗片，所述激光器与所述控制模组电性连接，所述控制模组控制所述激光器发射激光经过所述准直透镜和隔爆窗片后至所述气体反射吸收池。

4.根据权利要求3所述的抽取式防爆型气体分析装置，其特征在于，所述气体反射吸收池包括池本体以及设置在所述池本体内的多个反射镜，所述池本体具有接收窗和输出窗，所述激光器发射出的激光通过所述接收窗进入所述池本体内部后，经所述多个反射镜反射后自所述输出窗发出。

5.根据权利要求4所述的抽取式防爆型气体分析装置，其特征在于，所述多个反射镜包括位于所述池本体内部一端的大反射镜以及位于所述池本体内部另一端的两个小反射镜，两个小反射镜包括第一小反射镜和第二小反射镜，自所述接收窗进入的激光依次经所述第一小反射镜、所述大反射镜以及第二小反射镜之间经过多次反射后自所述输出窗射出。

6.根据权利要求4所述的抽取式防爆型气体分析装置，其特征在于，所述接收探头包括第三防爆箱、分别间隔设置在所述第三防爆箱内的会聚透镜和光电检测器，经所述气体反射吸收池射出的激光，经所述会聚透镜后被所述光电检测器接收，所述光电检测器进行光电转换。

7.根据权利要求6所述的抽取式防爆型气体分析装置，其特征在于，所述分析模组设置在第四防爆箱内，所述第三防爆箱与所述第四防爆箱通过线缆连接，以使得所述接收探头和所述分析模组电性连接。

8.根据权利要求7所述的抽取式防爆型气体分析装置，其特征在于，所述第一防爆箱与所述第四防爆箱通过线缆连接，以使得所述控制模组与所述分析模组电性连接。

9.根据权利要求1所述的抽取式防爆型气体分析装置，其特征在于，所述控制模组和所述发射探头设置在第一防爆箱内，所述接收探头和所述分析模组设置在第二防爆箱内，所述控制模组和所述发射探头电性连接，所述接收探头和所述分析模组电性连接。

10.根据权利要求1所述的抽取式防爆型气体分析装置，其特征在于，所述控制模组与所述发射探头无线连接，和/或所述接收探头和所述分析模组无线连接。

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