CN218917196U - 基于光谱技术的管道内气体检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了基于光谱技术的管道内气体检测装置，包括光源和探测器，所述光源用于发出测量光，所述探测器用于接收穿过所述管道后的测量光；四个隔离单元，所述隔离单元包括筒状部件和光透射部件，所述筒状部件固定在所述管道上，所述光透射部件设置在所述筒状部件内，隔离了管道内部和外部；气体进口设置在所述筒状部件上，并与所述管道内部连通；在所述四个隔离单元中，所述测量光依次穿过第一隔离单元的光透射部件、管道内部、第二隔离单元的光透射部件，之后被探测器接收，所述测量光依次穿过第三隔离单元的光透射部件、管道内部、第四隔离单元的光透射部件，之后被探测器接收。本实用新型具有检测准确等优点。

Description

基于光谱技术的管道内气体检测装置

技术领域

本实用新型涉及光谱技术，特别涉及基于光谱技术的管道内气体检测装置。

背景技术

目前，国内现有市场用于烟气流速测量的仪器基本采用以下几种测量方式。皮托管差压测量方式、毕托巴管差压测量方式(改型的皮托管)、文丘里管差压测量方式、超声波测量方式、热式质量流量测量方式。这几种测量方式里基于差压测量方式的流速仪因为需要把探杆伸进烟道中与烟气进行接触，容易受到烟气中的颗粒物长期集聚的影响导致压力探管管路的截面形状发生改变从而导致差压测量和流速对应关系系数发生不可预测的改变，这样就会导致烟气流速测量不准确，而且其测量的烟气流速仅为流速探杆插入点的流速。

超声波流速测量仪对于气体测量的精度不高，尤其烟气流速低于5米/秒时测量误差就会大大超过国家关于烟气流速测量仪的相关技术指标要求，同时因为超声波传感探头也会插入烟道内会受到烟气中固体或液体颗粒物附着传感探头表面的影响导致测量不准确。热式质量流量计测量烟气流速时，由于也采用的是接触式测量方式，当烟气中含有较多的液态颗粒附着在流速探杆上时，由于液态颗粒受探杆加热后的蒸发带走探杆表面大量的热量，会严重影响流速的准确测量。

综上所述以上烟气流速测量方式均为接触式烟气流速测量方式都容易受到烟气中固态或液态颗粒物长期堆积产生的影响。另外，烟气中腐蚀性气体腐蚀产生的影响，长期使用后传感器探头均会产生腐蚀或变形，导致设备测量不准确或无法使用。最后，以上测量方式测的的烟气流速均为流速传感器探头位置的点流速。

实用新型内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种基于光谱技术的管道内气体检测装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

基于光谱技术的管道内气体检测装置，所述基于光谱技术的管道内气体检测装置包括光源和探测器，所述光源用于发出测量光，所述探测器用于接收穿过所述管道后的测量光；所述基于光谱技术的管道内气体检测装置还包括：

四个隔离单元，所述隔离单元包括筒状部件和光透射部件，所述筒状部件固定在所述管道上，所述光透射部件设置在所述筒状部件内，隔离了管道内部和外部；气体进口设置在所述筒状部件上，并与所述管道内部连通；在所述四个隔离单元中，所述测量光依次穿过第一隔离单元的光透射部件、管道内部、第二隔离单元的光透射部件，之后被探测器接收，所述测量光依次穿过第三隔离单元的光透射部件、管道内部、第四隔离单元的光透射部件，之后被探测器接收。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

1.检测结果准确；

利用吸收光谱技术分析气体含量以及气流流速，显著地提高了检测准确度；

利用挡体部件，在挡体部件的下游提供了颗粒物含量较低的测量光穿过的区域，提高了测量光在高颗粒物含量管道内的透光率，从而提高了检测准确度；

挡体部件两端的通孔设计，使得穿过该通孔的管道内气流能够及时带走从隔离单元进入管道内的气体，提高了测量光程的稳定性，从而提高了检测准确度；

2.功能多；

不仅用于气体浓度的检测，还用于气流速度的检测；

3.可靠性好；

利用筒状部件和气体保护，防止管道内颗粒物等污染光透射部件，提高了装置运行的可靠性。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本实用新型实施例的基于光谱技术的管道内气体检测装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的挡体部件的结构示意图。

具体实施方式

图1-2和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了解释本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本实用新型实施例1的基于光谱技术的管道内气体检测装置的结构图，如图1所示，所述基于光谱技术的管道内气体检测装置包括：

光源和探测器，所述光源用于发出测量光，所述探测器用于接收穿过所述管道1后的测量光80；

四个隔离单元2-5，每个隔离单元包括筒状部件21和光透射部件22，所述筒状部件21固定在所述管道1上，所述光透射部件22设置在所述筒状部件21内，隔离了管道1内部和外部；气体进口23设置在所述筒状部件21上，并与所述管道1内部连通；当惰性气体进入筒状部件21，并进入管道1内时，有效地防止了管道1内的颗粒物等污染光透射部件22；

在所述四个隔离单元2-5中，所述测量光80依次穿过第一隔离单元2的光透射部件22、管道1内部、第二隔离单元3的光透射部件，之后被探测器接收，所述测量光80依次穿过第三隔离单元4的光透射部件、管道1内部、第四隔离单元5的光透射部件，之后被探测器接收。

为了降低结构复杂度，进一步地，所述基于光谱技术的管道内气体检测装置还包括：

光分束器件，所述光分束器件用于将所述测量光分为第一测量光和第二测量光；

光传输介质，所述第一测量光通过所述光传输介质传输至第一隔离单元，第二测量光通过所述光传输介质传输至第三隔离单元。

为了提高检测准确度，进一步地，所述探测器包括第一探测器62和第二探测器61，穿过所述第二隔离单元3的光透射部件的测量光被第一探测器62接收，穿过所述第四隔离单元5的光透射部件的测量光被第二探测器61接收。

为了检测管道内气流的流速，进一步地，第一隔离单元2和第二隔离单元3间的第一光路与所述管道1中心轴线件的夹角为锐角，第三隔离单元4和第四隔离单元5间的第二光路与所述管道1中心轴线件的夹角为锐角。

为了提高工作稳定性，进一步地，所述基于光谱技术的管道内气体检测装置还包括：

气源，所述气源连通所述气体进口33。

为了提高检测的准确度，进一步地，所述基于光谱技术的管道内气体检测装置还包括：

挡体部件71，如图2所示，所述挡体部件71设置在管道1内测量光的上游，且至少包括一个沿过程气流方向的投影覆盖或部分覆盖所述管道内的测量光的挡体，该挡体的两端分别连接隔离单元。

为了提高检测的准确度，进一步地，所述挡体部件71的截面背对管道1内气流方向为凹形。

为了保持测量光程的稳定性，进一步地，所述挡体部件71的两端具有允许管道1内气流通过的通孔。

实施例2：

根据本实用新型实施例1的基于光谱技术的管道内气体检测装置在烟气检测中的应用例。

在本应用例中，如图1所示，四个隔离单元2-5，第一隔离单元2设置在第三隔离单元4的上游，且均设置在管道1的一侧，第二隔离单元3设置在第四隔离单元5的下游，且均设置在管道1的另一侧；隔离单元中，圆筒状部件21倾斜地固定在管道1上，光透射部件22设置在圆筒状部件21内，隔离了管道1内外；气体进口23设置在圆筒状部件21上，连通管道1内部；气源提供氮气或其它不会对测量构成影响的气体，并通过所述气体进口23进入圆筒状部件21内，最后进入管道1内，有效地防止了管道1内气流中颗粒物等污染物进入圆筒状部件21内，避免了光透射部件22被污染；

光源采用激光器，利用光分束器件将激光器发出的测量光分出第一测量光81和第二测量光82；第一测量光81依次穿过光纤、第一隔离单元2的光透射部件22、管道1内部和第二隔离单元3的光透射部件，之后被第一探测器62接收；第二测量光82依次穿过光纤、第三隔离单元4的光透射部件、管道1内部和第四隔离单元5的光透射部件，之后被第二探测器61接收；在所述管道1内，第一测量光81和第二测量光82与管道1内气流方向夹角均为锐角；

如图2所示，挡体部件71分别设置在管道1内测量光(第一测量光81和第二测量光82)的上游，且包括一个沿过程气流方向的投影覆盖或部分覆盖所述管道1内的测量光的挡体，从而在挡体部件71的下游提供了颗粒物含量较低的测量光穿过的区域，提高了测量光在高颗粒物含量管道1内的透光率，从而提高了检测准确度；所述挡体部件71的截面背对管道1内气流方向为凹形；该挡体部件71的两端分别连接隔离单元，且具有允许管道1内气流通过的通孔。

分析模块，所述分析模块利用吸收光谱技术处理第一探测器和第二探测器的输出信号，从而得到管道1内气流的流速以及部分气体成分的含量，分析模块是本领域的现有技术。

Claims (9)

1.基于光谱技术的管道内气体检测装置，所述基于光谱技术的管道内气体检测装置包括光源和探测器，所述光源用于发出测量光，所述探测器用于接收穿过所述管道后的测量光；其特征在于，所述基于光谱技术的管道内气体检测装置还包括：

四个隔离单元，所述隔离单元包括筒状部件和光透射部件，所述筒状部件固定在所述管道上，所述光透射部件设置在所述筒状部件内，隔离了管道内部和外部；气体进口设置在所述筒状部件上，并与所述管道内部连通；在所述四个隔离单元中，所述测量光依次穿过第一隔离单元的光透射部件、管道内部、第二隔离单元的光透射部件，之后被探测器接收，所述测量光依次穿过第三隔离单元的光透射部件、管道内部、第四隔离单元的光透射部件，之后被探测器接收。

2.根据权利要求1所述的基于光谱技术的管道内气体检测装置，其特征在于，所述基于光谱技术的管道内气体检测装置还包括：

光分束器件，所述光分束器件用于将所述测量光分为第一测量光和第二测量光；

光传输介质，所述第一测量光通过所述光传输介质传输至第一隔离单元，第二测量光通过所述光传输介质传输至第三隔离单元。

3.根据权利要求1所述的基于光谱技术的管道内气体检测装置，其特征在于，所述探测器包括第一探测器和第二探测器，穿过所述第二隔离单元的光透射部件的测量光被第一探测器接收，穿过所述第四隔离单元的光透射部件的测量光被第二探测器接收。

4.根据权利要求1所述的基于光谱技术的管道内气体检测装置，其特征在于，第一隔离单元和第二隔离单元间的第一光路与所述管道中心轴线件的夹角为锐角，第三隔离单元和第四隔离单元间的第二光路与所述管道中心轴线件的夹角为锐角。

5.根据权利要求1所述的基于光谱技术的管道内气体检测装置，其特征在于，所述基于光谱技术的管道内气体检测装置还包括：

气源，所述气源连通所述气体进口。

6.根据权利要求1所述的基于光谱技术的管道内气体检测装置，其特征在于，所述基于光谱技术的管道内气体检测装置还包括：

挡体部件，所述挡体部件设置在管道内测量光的上游，且至少包括一个沿过程气流方向的投影覆盖或部分覆盖所述管道内的测量光的挡体，该挡体的两端分别连接隔离单元。

7.根据权利要求6所述的基于光谱技术的管道内气体检测装置，其特征在于，所述挡体部件的截面背对管道内气流方向为凹形。

8.根据权利要求6所述的基于光谱技术的管道内气体检测装置，其特征在于，所述挡体部件的两端具有允许管道内气流通过的通孔。

9.根据权利要求1所述的基于光谱技术的管道内气体检测装置，其特征在于，所述第一隔离单元设置在第三隔离单元的上游，且均设置在管道的一侧，所述第二隔离单元设置在第四隔离单元的下游，且均设置在管道的另一侧。

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