一种带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，该烟气浓度分析仪光机系统包括紫外光源发射组、准直透镜组、气池组和紫外光接收组；氘灯室前侧还设有三个孔，两侧为螺纹孔，用于旋入顶丝；中间为通孔，并在氘灯座的对应位置设有与该通孔相配的螺纹孔，并旋有连接螺钉。该系统通过可微调氘灯座以及万向球头式全方位可微调反射镜座的设计，实现了准确平稳方便地调节紫外光进入接收光纤所需位置；同时系统通过自动可控光阑巧妙的设计，实现了光谱仪暗电流的快速可靠稳定的检测。
【专利说明】一种带有m灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于烟气分析仪的光学系统领域，涉及一种可微调氘灯座的反射镜座的光机系统。
【背景技术】
[0002]烟气排放连续监测系统(CEMS,Continuous Emission Monitoring System)是指导电厂脱硫、脱硝系统闭环运行的重要监控设备，同时又是烟气排放的重要监测设备。随着我国节能减排工作的不断推进，气态污染物中S02、N0X, NH3等的排放浓度越来越低，原来基于红外吸收光谱技术的适用于低湿、高硫的直接抽取冷干法很难适应目前的高湿、低硫的工况。20世纪70年代末由德国海德堡大学Platt.U等人提出的，作为抽取式测量法中较有代表性的差分吸收光谱法(Differential Optical Absorption Spectroscopy, D0AS)在大气痕量气体浓度监测和污染源烟气排放浓度的抽取式测量中获得了成功而广泛的应用。
[0003]基于紫外差分吸收光谱技术的烟气浓度分析仪，光机系统是其中的核心和关键部分，在满足烟气分析仪功能需求的基础上，光机系统要求整体结构简单紧凑，光学件固定稳定，特别是调节机构要结构简单、操作方便。由于光机系统由4个核心组件组成，且采用光纤耦合光能量，所以光机各部分的光轴始终保持共轴以及光源和接收位置的调节在系统装调中非常关键，是光机使用性能实现的前提。因此，有必要对烟气浓度分析仪的光机系统的微调机构进行创新设计。
【发明内容】
[0004]本实用新型解决的技术问题是提供一种结构简单紧凑、安装调节操作方便的烟气分析仪光机系统。
[0005]本实用新型的具体技术解决方案如下:
[0006]一种带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，包括紫外光源发射组、准直透镜组、气池组和紫外光接收组；
[0007]所述紫外光源发射组包括氘灯、氘灯室和氘灯座，氘灯安装在氘灯座上，氘灯座连接在氘灯室上；所述准直透镜组包括一组透镜、镜筒和镜筒座；气池组件包括气池、进、出气管；所述进出气管对称的设于气池两端壁面上；紫外光接收组包括反射镜盒、接收透镜、反射镜、反射镜座、自动光阑、光纤接收座，反射镜座设于反射镜盒内；
[0008]氘灯室前侧还设有三个孔，两侧为螺纹孔，用于旋入顶丝；中间为通孔，并在氘灯座的对应位置设有与该通孔相配的螺纹孔，并旋有连接螺钉。
[0009]本实用新型的进一步设计在于:
[0010]准直透镜组、气池组、紫外光接收组三者通过拉杆连接，拉杆一端与准直透镜组的镜筒连接，另一端与紫外光接收组的反射镜盒连接，气池组设于拉杆之间。所述拉杆设有四组，四组拉杆位于气池组的四周对称的位置。
[0011]本实用新型的进一步设计还在于:[0012]反射镜盒内的反射镜座，其底面采用凸球面结构，与之对应的反射镜盒相应面采用凹球面结构，反射镜座还通过螺钉安装在反射镜盒内。
[0013]所述反射镜盒上设有三组螺孔，反射镜座上相应的位置设有三个通孔，反射镜座通过三个螺钉固紧在反射镜盒内，且在螺钉上装有蝶形簧或压簧。
[0014]所述准直透镜组镜座出射端面设有平面镜。
[0015]所述气池两端设有与准直透镜组和反射镜盒连接的凹槽。
[0016]气池材料选用铝镁合金5083 ;反射镜迎着接收透镜的方向镀有紫外高反射铝膜。
[0017]所述自动光阑用四个螺钉固定在反射镜盒内的出口处，光阑中心与出口的圆孔中心重合。
[0018]本实用新型的技术效果如下:
[0019]1、本实用新型带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，氘灯座为一维微调设计，氘灯室前侧，设有三个孔，中间是通孔，用于螺钉穿过实现外拉，两侧用于旋入顶丝实现内推；氘灯座上设有四个对称的长孔，用来控制氘灯的前后位置，在氘灯前后位置调节好后将其用螺钉固定在灯室内，采用该设计方法，可以简单方便的微调氘灯光源的前后位置；
[0020]2、反射镜座采用万向球头式全方位可调节机构设计，反射镜座底面为凸球面设计，反射镜盒承受面为凹球面，反射镜底座上设有三个通孔，反射镜盒相应的位置有三个螺孔，反射镜座调整可通过增设辅助调整机构，通过三个方向的微分螺杆推动镜座来实现，通过光谱仪接收到最大光强即可，固紧三个螺钉。反射镜座的设计方法，具有任意方向可调、接触面大，稳定可靠、三个螺钉紧固，受力均匀等优点。
[0021]3、目前平面镜的位置均选择在气池的两侧，本系统在准直透镜组镜座出射端面为平面镜的设计位置，接收透镜既能汇聚紫外平行光同时也具有平面镜的功能，这样的设计还可以很容易的拆下气池擦拭平面镜表面的附着物；
[0022]4、准直透镜组、气池组件、紫外光接收组件之间通过四根拉杆连接，通过这样的设计，使光机各部分的光轴始终保持共轴；
[0023]5、通过可调节氘灯座以及万向球头全方位可调节反射镜座的设计，实现了准确平稳方便的调节，紫外光全部耦合进入接收光纤。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型烟气浓度分析仪光机系统的结构示意图；
[0025]图2为本实用新型氘灯室的结构示意图；
[0026]图3为本实用新型氘灯座的结构示意图；
[0027]图4为本实用新型准直透镜组的结构示意图；
[0028]图5为本实用新型反射镜座的结构示意图。
[0029]图中:1-紫外光源发射组;101_氘灯;102_氘灯室;1021_螺纹孔;1022_通孔；1023-螺纹孔；103-氘灯座；1031螺纹孔;1032_长孔；1033_长孔;1034_长孔；1035_长孔；
[0030]2-准直透镜组；201_透镜组镜筒；203_镜筒座；
[0031]3-气池组；301_池体；302_进气管；303_出气管；304_安装接口 ；[0032]4-紫外光接收组；401-接收透镜；402_反射镜盒；403_反射镜座；404_反射镜；405-自动光阑；406_光纤接收座。
[0033]5-拉杆。
【具体实施方式】
[0034]实例一:
[0035]如图1?图5所示，本实用新型的烟气浓度分析仪光机系统包括:紫外光源发射组
1、准直透镜组2、气池组3、紫外光接收组4、拉杆5。
[0036]紫外光源发射组中设计了氘灯微调机构，紫外光源发射组I包括氘灯101、氘灯室102、氘灯座103，氘灯安装在氘灯座上，氘灯座连接在氘灯室上，氘灯室与氘灯座通过螺钉连接。氘灯101用于发射近似发散圆形光斑的紫外光。氘灯室102前侧设有三个孔，中间是通孔1022，用于螺钉穿过实现外拉，两侧是螺纹通孔1021、1023，用于旋入顶丝实现内推。氘灯座103侧面中心设有螺纹1031，正面有四个对称的长孔1032、1033、1034、1035，通过氘灯室102和氘灯座103的组合来微调氘灯的前后位置，该结构即氘灯微调机构。
[0037]准直透镜组2包括透镜组201、镜筒202、镜筒座203。透镜组201由JGSl和CAF2两种材料通过光学系统合理消像差设计将紫外光准直成平行光，镜筒座203上设有凹槽，用于固定气池，气池两端也设有与准直透镜组和反射镜盒连接的凹槽。准直透镜组镜座出射端面设有平面镜204，该平面镜204通过环氧树脂胶粘在镜筒座203上。
[0038]气池组3包括池体301、进气管302、出气管303、温度传感器与气池的安装接口304。进气管302、出气管303设计为不锈钢管用环氧树脂胶粘在气池上，温度传感器与气池的安装接口 304位于气池中间位置，通过螺丝，直接拧入气池上，螺纹接触部位涂密封胶。气池材料选用抗腐蚀性能优良和中等强度的铝镁合金5083。
[0039]紫外光接收组中设计了万向球头式调整机构，紫外光接收组4由接收透镜401、反射镜盒402、反射镜座403、反射镜404、自动光阑405、光纤接收座406。接收透镜401通过环氧树脂胶粘在反射镜盒402上左侧端面上，接收透镜401的作用为将平行光会聚。反射镜座404侧面开有一圆孔，反射镜403粘在一金属圆柱上，反射镜座404顶端以及两侧有三个螺孔，通过三个螺丝将金属圆柱固定在反射镜座404上，从而固定了反射镜403 ;反射镜403迎着接收透镜的方向镀有紫外高反射铝膜，反射镜403用于将光路折转90°。
[0040]万向球头式调整机构中，反射镜座的底面采用凸球面结构，与之对应的反射镜盒相应面采用凹球面结构，反射镜座还通过螺钉安装在反射镜盒内。反射镜座404底座上设有三个螺孔，反射镜座404底面4031为万向球头式调整机构，材料选用硬铝2A13，保证强度要求，表面精加工后通过研磨达到光洁度0.8，保证调节移动平滑。调试前，接触球面涂少许阻尼润滑脂，三个螺钉与反射镜座404连接处加蝶形弹簧增加预紧力，这样反射镜座404作阻尼运动，反射镜座404调准可通过增设辅助调准机构，通过三个方向的微分螺杆推动镜座来实现，通过光谱仪接收到最大光强即可，固紧三个螺钉。反射镜座404的设计方法，具有任意方向可调、接触面大，稳定可靠、三个螺钉紧固，受力均匀的优点。自动光阑405采用程序控制的方式实现打开和闭合功能，实现了光谱仪暗电流的快速可靠稳定的检测。自动光阑用四个螺钉固定在反射镜盒内的出口处，光阑中心与出口的圆孔中心重合。
[0041]拉杆5为整个系统连接装置重要的部件，拉杆对称设计为四根，通过四根拉杆，将准直透镜组、气池组件、紫外光接收组件之间有效的连接固紧，该设计方法使光机各部分的光轴始终保持共轴。
[0042]实施例二:
[0043]本实用新型的烟气浓度分析仪光机系统，包括紫外光源发射组、准直透镜组、气池组和紫外光接收组。
[0044]紫外光源发射组中设计了氘灯微调机构，具体结构同实施例一。
[0045]紫外光接收组中未设计了万向球头式调整机构，以及在准直透镜组、气池组件、紫外光接收组件之间未设计拉杆结构，它们均采用现有结构。
[0046]其余设计同实施例一。
[0047]实施例三:
[0048]本实用新型的烟气浓度分析仪光机系统，包括紫外光源发射组、准直透镜组、气池组和紫外光接收组。
[0049]紫外光源发射组中设计了氘灯微调机构，具体结构同实施例一。
[0050]紫外光接收组中未设计了万向球头式调整机构，其余设计同实施例一。
【权利要求】
1.一种带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，包括紫外光源发射组、准直透镜组、气池组和紫外光接收组； 所述紫外光源发射组包括氘灯、氘灯室和氘灯座，氘灯安装在氘灯座上，氘灯座连接在氘灯室上；所述准直透镜组包括一组透镜、镜筒和镜筒座；气池组件包括气池、进、出气管；所述进出气管对称的设于气池两端壁面上；紫外光接收组包括反射镜盒、接收透镜、反射镜、反射镜座、自动光阑、光纤接收座，反射镜座设于反射镜盒内； 其特征是:氘灯室前侧还设有三个孔，两侧为螺纹孔，用于旋入顶丝；中间为通孔，并在氘灯座的对应位置设有与该通孔相配的螺纹孔，并旋有连接螺钉。
2.根据权利要求1所述带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，其特征是:准直透镜组、气池组、紫外光接收组三者通过拉杆连接，拉杆一端与准直透镜组的镜筒连接，另一端与紫外光接收组的反射镜盒连接，气池组设于拉杆之间。
3.根据权利要求2所述带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，其特征是:所述拉杆设有四组，四组拉杆位于气池组的四周对称的位置。
4.根据权利要求1、2或3所述带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，其特征是:反射镜盒内的反射镜座，其底面采用凸球面结构，与之对应的反射镜盒相应面采用凹球面结构，反射镜座还通过螺钉安装在反射镜盒内。
5.根据权利要求4所述带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，其特征是:所述反射镜盒上设有三组螺孔，反射镜座上相应的位置设有三个通孔，反射镜座通过三个螺钉固紧在反射镜盒内，且在螺钉上装有蝶形簧或压簧。
6.根据权利要求1所述带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，其特征是:所述准直透镜组镜座出射端面设有平面镜。
7.根据权利要求1所述带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，其特征是:所述气池两端设有与准直透镜组和反射镜盒连接的凹槽。
8.根据权利要求1所述带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，其特征是:气池材料选用铝镁合金5083 ;反射镜迎着接收透镜的方向镀有紫外高反射铝膜。
9.根据权利要求1所述的带有氘灯微调机构的烟气浓度分析仪光机系统，其特征在于所述自动光阑用四个螺钉固定在反射镜盒内的出口处，光阑中心与出口的圆孔中心重合。
【文档编号】G01N21/01GK203798723SQ201420199051
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】彭樟, 杨剑, 韩少鹏, 李利, 汤光华, 林正根, 武善磊, 刘璐 申请人:南京国电环保科技有限公司