专利名称：可加热的流通测量皿的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于气体分析仪的可加热流通测量皿。
背景技术：
EP I 767 922 A2揭示一种设有管子的流通测量皿，管子的两端分别被一个可加热末端件和固定在该末端件中的可透辐射的窗口封闭。测量气体从一个管端送入，从另一个管端排出，或者优选从管子中间送入，从两个管端排出。US 4 205 550 A揭示一种设有钢制或铝制内管的流通测量皿，管子的两端分别被一个设有散热片的末端件和固定在该末端件中的可透辐射的窗口封闭。该内管被一钢制或铝制外管同轴包围，并且二者之间存在一间隙。两个管子均包含多个沿直径方向分别相对
布置的开口，其中，根据外管所处的相对于内管的旋转位置，待分析燃烧气体能够通过该测量皿或者无法通过该测量皿。JP 59-035 131 A揭示一种由玻璃构成的流通测量皿，该测量皿在嵌入一种能吸收不同热膨胀的导热材料如银焊料的情况下，安装在可加热的金属块中。JP 57-163 845 A同样提出一种安装在可加热金属块中的流通测量皿。与原位气体分析不同，采样气体分析是从过程中提取待分析气体，使其通过流通测量皿，并且在该测量皿中对这部分气体进行光谱分析(NDIR、激光等等)。为了防止水在提取管和测量皿中冷凝，或者为了避免发生非期望的反应，经常需要在较高温度下进行测量。将测量皿加热后，可以在高达200°C的温度下进行测量。由于测量结果与测量气体温度有关，测量气体温度在测量皿所形成的整条测量路径上，在精确到数开尔文的范围内不得受位置影响。为了达到必要的耐热性和耐腐蚀性，特别是在测量气体为腐蚀性气体的情况下，测量皿内壁的材料通常会采用不锈钢。但不锈钢的导热能力在金属中不算好，因而在加热测量皿，特别是长度达到一米量级的测量皿时，会产生不想要的温度梯度。以往是通过例如在测量皿外侧均匀设置加热带以及视情况将加热装置划分成多个单独受控的加热回路来防止温度梯度的形成。另一种已知解决方案是将测量皿布置在能实现均匀加热的循环空气炉中。但上述这些解决方案对设备或仪器投入的要求相当高。
发明内容
本发明提供一种能减少这方面投入的气体分析仪用可加热流通测量皿，其包括一由耐腐材料构成的内管，所述内管的两端分别被一末端件和一固定在该末端件中的可透辐射的窗口封闭；一用于加热所述末端件的电加热装置；一由导热性能良好的材料构成的外管，所述外管在形成一较窄间隙的情况下同轴包围所述内管；及一包围所述外管的隔热装置，其中，所述加热装置整合在所述末端件中，或者从外部紧贴所述末端件安装。所述内管构成所述测量皿的耐腐内壁，由一种能抵御测量气体的腐蚀作用的材料构成，例如不锈钢、钽、聚四氟乙烯(PTFE)或碳纤维复合材料(Carbon)。这些材料的导热能力相对较差。所述由导热性能良好的材料(如铝或铜)构成的外管与所述隔热装置一起确保轴向上实现均匀的热分布，从而防止在内管的长度范围内形成明显的温度梯度。因此，这种管状测量皿只需两端加热，也就是说，只需要使用两个加热装置。这些加热装置整合在将内管两端封闭且设有窗口的末端件中，或者从外部紧贴这些末端件安装。送入和排出测量气体所需的气体管接头可在内管的末端区域内直接布置在内管上，或者布置在末端件中，其中，测量气体也可以经管子中间的气体管接头送入，从两个末端区域排出。
图I为本发明流通测量皿的第一实施例；以及图2为本发明流通测量皿的另一实施例。
具体实施例方式下文将参照附图对本发明作进一步说明。图I为用于气体分析仪(此处未图示)的流通测量皿。该测量皿由内侧不锈钢管I构成，这个管子的末端被两个由不锈钢或另一种耐腐材料构成的末端件2、3封闭。两个末端件2、3都包含可透辐射的窗口 4和电加热装置6、7。加热装置6、7也可以从外部安装在相应的末端件2、3上。不锈钢管I被外侧的铝管或铜管8同轴包围，这个管子如附图左部以末端件2为例所示固定在末端件2、3之间，或者如附图右部以末端件3为例所示，紧贴末端件2、3布置。为了在获得较长测量距离的同时使测量皿保持较低流量，不锈钢管I的长度直径比大于10 (例如，直径为4cm，长度为100cm)。考虑到制造公差和管子I与8的热膨胀差异，两个管子I和8之间设有间隙9。间隙9所具有的尺寸使得该间隙中所存在的气体(例如空气)或其他材料(例如导热膏)能够通过其导热性能，使导热能力较差的不锈钢管I有效地与导热能力较好的铝管或铜管8热耦合。铝管或铜管8上设有隔热装置10，该隔热装置所采用的设计使得环境温度对铝管或铜管8的温度影响低于规定限值。送入和排出测量气体所需的气体管接头11、12可如图I所示在不锈钢管I的末端区域内直接布置在该不锈钢管上，或者如图2所示布置在末端件2、3中，其中，测量气体也可以经管子中间的气体管接头13送入，经两末端区域内的气体管接头11、12排出。
权利要求
1.一种用于ー气体分析仪的可加热流通測量皿，包括 一由耐腐材料构成的内管(I)，所述内管的两端分别被ー末端件(2,3)和一固定在所述末端件中的可透辐射的窗ロ(4，5)封闭， 一用于加热所述末端件(2，3)的电加热装置(6，7)， 一由导热性能良好的材料构成的外管(8)，所述外管在形成一较窄间隙(9)的情况下同轴包围所述内管(1)，以及 一包围所述外管⑶的隔热装置(10)， 其中，所述加热装置(6，7)整合在所述末端件(2，3)中，或者从外部紧贴所述末端件(2,3)安装。
2.根据权利要求I所述的可加热流通測量皿，其特征在干， 所述内管(I)由下列材料中的ー种构成不锈钢、钽、PTFE、碳纤维复合材料。
3.根据权利要求I或2所述的可加热流通測量皿，其特征在干， 所述外管(8)由下列材料中的ー种构成铝、铜。
4.根据权利要求I至3中任一项权利要求所述的可加热流通測量皿，其特征在干， 所述内管(I)在其末端区域内分别具有ー气体管接头(11，12)。
5.根据权利要求I至3中任一项权利要求所述的可加热流通測量皿，其特征在干， 所述末端件(2，3)分别具有ー气体管接头(11，12)。
全文摘要
一种用于一气体分析仪的可加热流通测量皿，包括一由耐腐材料(例如不锈钢)构成的内管(1)，所述内管的两端分别被一末端件(2，3)和一固定在所述末端件中的可透辐射的窗口(4，5)封闭；一用于加热所述末端件(2，3)的加热装置(6，7)；一由导热性能良好的材料(例如铝)构成的外管(8)，所述外管在形成一较窄间隙(9)的情况下同轴包围所述内管(1)；及一包围所述外管(8)的隔热装置(10)。
文档编号G01N21/03GK102803928SQ201080027295
公开日2012年11月28日 申请日期2010年6月16日 优先权日2009年6月19日
发明者米夏埃尔·路德维希 申请人:西门子公司