小型化高温多次反射池光机系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种小型化高温多次反射池光机系统，属于烟气分析仪的光学系统领域。本实用新型的小型化高温多次反射池光机系统包括气池主体（19），安装在气池主体（19）两端的第一反射镜组（20）与第二反射镜组（21），以及设置在第一反射镜组（20）正前方的激光器调试机构，所述气池主体（19）包括开口气池（1），以及与开口气池（1）的开口相配合的盖板（12）。本实用新型结构简单、操作方便、实现光机系统对不同氨气浓度的测量。
【专利说明】小型化高温多次反射池光机系统
【技术领域】 [0001] ：
[0002] 本实用新型涉及一种小型化高温多次反射池光机系统，属于烟气分析仪的光学系 统领域。
【背景技术】 [0003] ：
[0004] 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。在烟 气脱硝过程中，无论是以NH3的形式直接注入，还是通过先分解尿素释放得到NH3的形式再 注入，氨的注入总量和氨在反应区的空间分布都至关重要。氨的注入量过少，会降低脱硝效 率，无法达标排放；氨注入过量，会导致NH3逃逸出反应区，所以在烟气脱硝过程中对氨气 进行监测显得尤为重要。70年代，Hinkley和Reid等人提出了可调谐二极管激光吸收光 谱技术（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS)，由于其具有高灵敏、高 选择性、响应速度快等特点在大气痕量气体监测领域得到了越来广泛的应用。
[0005] 光机系统是直接抽取式微量氨气分析仪的核心和关键部分，由于氨浓度极其微 量，且氨气在常温下具有很强的吸附性，为了能够准确检测微量氨浓度，要求测量光机系统 具有很高的信噪比，并能长时间200°C高温条件下稳定、可靠的工作，同时易于维护，调节机 构要结构简单、操作方便。根据朗伯比尔定律，增大光程长度可以增加气体吸收信号的幅 度从而有效提高检测灵敏度，为了保证探测器接收的光信号具有较高的信噪比，针对现场 工况条件下氨浓度的范围，根据浓度计算模型和系统噪声模型，通过计算机模拟计算出气 室的最佳光程，在此基础上需要设计与之相匹配的多光程反射池，基于Herriott多次反射 池的应用是增加光程的有效手段，但目前应用的多次反射池有如下问题：激光均从一个孔 进出，不同的光程需要设计参数不同的多次反射池；调试无法可视；200°C高温适应性差； 同时光机系统维护不够方便。
[0006] 因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
【发明内容】
[0007] ：
[0008] 本实用新型是为了实现光机系统对不同氨气浓度的测量而提供的一种小型化高 温多次反射池光机系统。
[0009] 本实用新型所采用的技术方案有：
[0010] 一种小型化高温多次反射池光机系统，包括气池主体，安装在气池主体两端的第 一反射镜组与第二反射镜组，以及设置在第一反射镜组正前方的激光器调试机构，其中气 池主体包括开口气池，以及与开口气池的开口相配合的盖板。
[0011] 本实用新型的进一步设计在于：
[0012] 气池主体还包括对称连接在开口气池两端的第一安装环与第二安装环，第一安装 环与第二安装环上均设有若干微调螺纹孔；第一反射镜组和第二反射镜组分别通过微调螺 钉连接在第一安装环和第二安装环上。
[0013] 第一反射镜组包括依次设置在第一安装环外侧的第一反射镜、第一密封垫、隔热 垫和压板，第一反射镜组的各组件通过微调螺钉连接在第一安装环上。
[0014] 第一反射镜组包括多组的第一反射镜和压板，每组中第一反射镜上设有入射孔和 出射孔，压板上设有与入射孔和出射孔位置相对应的入射窗孔和出射窗孔，每次选择一组 第一反射镜和压板安装在第一安装环上。
[0015] 同组的第一反射镜和压板中，入射孔和出射孔位于以光轴为圆心的同一圆的圆周 上，入射窗孔和出射窗孔位于以光轴为圆心的同一圆的圆周上。
[0016] 第二反射镜组包括依次设置在第二安装环外侧的第二密封垫、压圈、反射镜座和 圆盖板，第二反射镜组的各组件通过微调螺钉连接在第二安装环上；反射镜座内还设置有 第二反射镜。
[0017] 圆盖板与反射镜座之间还设置有密封圈。
[0018] 激光器调试机构包括设置在第一反射镜组正前方的激光器，平行设置在第一反射 镜组与激光器之间第一光阑和第二光阑。
[0019] 盖板与开口气池之间设置有第三密封垫；
[0020] 开口气池外部为长方体结构，内部为圆柱空腔结构，开口气池外部还设置有一层 加热保温装置，开口气池外壁上设置有进气孔与出气孔；进气孔与出气孔为锥管螺纹状。
[0021] 本实用新型具有如下有益效果：
[0022] (1)本实用新型根据系统要求在第一光反射镜上设计入射孔和出射孔，其对应的 压板上的入射窗孔和出射窗孔的位置也相应的改变，通过更换不同的第一反射镜和压板能 够快速方便的实现改变光程的目的，从而实现对不同氨气浓度的测量；
[0023] (2)反射镜座上设有与气池主体的第二安装环上相对应的微调螺纹孔，反射镜座 通过微调螺纹孔调节，来调节两个第一、二反射镜的相对位置，操作简单；
[0024] (3)本实用新型气池主体的开口气池，开口设计不仅使可见激光调试可视，同时可 以在不影响光路的情况下，可定期对第一反射镜进行清洁，使光机维护方便快速；
[0025] (4)本实用新型气池主体的材料选用热膨胀系数小、导热系数低、塑性韧性高的低 膨胀合金，确保在200°C高温下，光机部分的变形量不影响整个光机系统的使用。
【专利附图】
【附图说明】 [0026] ：
[0027] 图1为本实用新型小型化高温多次反射池光机系统的结构图。
[0028] 图2为本实用新型小型化高温多次反射池光机系统的部分结构图。
[0029] 其中：1、开口气池；2、第二密封垫；3、第二反射镜；4、反射镜座；5、压圈；6、第一 反射镜；7、第一密封垫；8、隔热垫；9、压板；10、圆盖板；11、第三密封垫；12、盖板；13、进气 孔；14、出气孔；15、激光器；16、激光器座；17、第一光阑；18、第二光阑；19、气池主体；20、 第一反射镜组；21、第二反射镜组。
【具体实施方式】 [0030] ：
[0031] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0032] 请参照图1与图2所示，本实用新型小型化高温多次反射池光机系统，包括气池主 体19,安装在气池主体19两端的第一反射镜组20与第二反射镜组21，以及设置在第一反 射镜组20正前方的激光器调试机构。气池主体19包括开口气池1，以及与开口气池1的开 口相配合的盖板12。气池主体的材料选用热膨胀系数小、导热系数低、塑性韧性高的低膨胀 合金，确保在200°C高温下，光机部分的变形量不影响整个光机系统的使用。开口气池1外 部为长方体结构，内部为圆柱空腔结构；开口气池1侧面为"U型"结构，盖板12为长方形 结构，盖板12通过八个沉头螺钉与开口气池1连接固紧，中间设有第三密封垫11，气池主体 19开口设计，不仅使可见激光调试可视，同时可以在不影响光路的情况下，定期对第一反射 镜组20进行清洁，系统光路不需要再重新调节，使光机维护方便快速。开口气池1外壁上 设置有进气孔13与出气孔14 ;进气孔13与出气孔14为锥管螺纹状。开口气池1外部还 设置有一层加热保温装置。
[0033] 气池主体1还包括对称连接在开口气池1两端的第一安装环与第二安装环，第一 安装环与第二安装环上均设有4个微调螺纹孔；第一反射镜组20和第二反射镜组21分别 通过微调螺钉连接在第一安装环和第二安装环上。
[0034] 第一反射镜组20包括第一反射镜6、第一密封垫7、隔热垫8和压板9 ;第一反射镜 6与气池主体1的第一安装环直接接触安装，通过压板9将其固紧在气池主体端面上，压板 9与气池主体1之间设有第一密封垫7及隔热垫8,第一反射镜6上根据需要设计不同位置 的入射孔和出射孔，其对应的压板9上的入射窗孔和出射窗孔位置也相应的改变，通过更 换不同的第一反射镜6和压板9能够快速方便的实现改变光程的目的，第一反射镜6的位 置固定，无需调节；同组的第一反射镜6和压板9中，入射孔和出射孔位于以光轴为圆心的 同一圆的圆周上，入射窗孔和出射窗孔位于以光轴为圆心的同一圆的圆周上。
[0035] 第二反射镜组21包括第二密封垫2、压圈5、反射镜座4和圆盖板10,第二反射镜 3安装在反射镜座4内，反射镜座4上设有压圈5,压圈5通过微调螺纹旋入反射镜座4上， 反射镜座4与气池主体1的第二安装环上的四个微调螺钉连接，连接处设有第二密封垫2， 第二密封垫2设有与反射镜座4微调螺纹对应的4个微调螺纹孔，通过微调4个微调螺钉 来调节个第二反射镜3和第一反射镜6的相对位置，保证两个反射镜中心共轴，且中心距离 为设计的长度；圆盖板10通过微调螺纹旋入气池主体1上，连接处设有密封圈，通过圆盖板 10将反射镜座4与气池主体1连接的一端完全密封。
[0036] 激光器调试机构主要激光器15、激光器座16、第一光阑17与第二光阑18。在激光 器15的发射端与气池主体1之间设有第一光阑17和第二光阑18,如果可见激光光束穿过 两个光阑，且气池主体1调试满足要求，则固定好第一光阑17和第二光阑18的位置，更换 近红外激光光源，通过红外探测卡观察，如果红外光能同时通过两个固定好位置的光阑，则 表示红外激光光源位置正确。通过这种调试方法，大大提高了光机系统的装调效率。
[0037] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为 本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种小型化高温多次反射池光机系统，包括气池主体（19)，安装在气池主体（19)两 端的第一反射镜组（20)与第二反射镜组（21)，以及设置在第一反射镜组（20)正前方的激 光器调试机构，其特征在于：所述气池主体（19)包括开口气池（1 )，以及与开口气池（1)的 开口相配合的盖板（12)。
2. 如权利要求1所述的小型化高温多次反射池光机系统，其特征在于：所述气池主体 (19) 还包括对称连接在开口气池（1)两端的第一安装环与第二安装环，第一安装环与第二 安装环上均设有若干微调螺纹孔；所述第一反射镜组（20)和第二反射镜组（21)分别通过 微调螺钉连接在第一安装环和第二安装环上。
3. 如权利要求1所述的小型化高温多次反射池光机系统，其特征在于：所述第一反射 镜组（20)包括依次设置在第一安装环外侧的第一反射镜（6)、第一密封垫（7)、隔热垫（8) 和压板（9)，第一反射镜组（20)的各组件通过微调螺钉连接在第一安装环上。
4. 如权利要求1所述的小型化高温多次反射池光机系统，其特征在于：所述第一反射 镜组（20)包括多组的第一反射镜（6)和压板（9)，每组中第一反射镜（6)上设有入射孔和 出射孔，压板（9)上设有与入射孔和出射孔位置相对应的入射窗孔和出射窗孔，每次选择一 组第一反射镜（6)和压板（9)安装在第一安装环上。
5. 如权利要求4所述的小型化高温多次反射池光机系统，其特征在于：同组的第一反 射镜（6)和压板（9)中，第一反射镜（6)的入射孔和出射孔位于以光轴为圆心的同一圆的圆 周上，压板（9)的入射窗孔和出射窗孔位于以光轴为圆心的同一圆的圆周上。
6. 如权利要求1所述的小型化高温多次反射池光机系统，其特征在于：所述第二反射 镜组（21)包括依次设置在第二安装环外侧的第二密封垫（2)、压圈（5)、反射镜座（4)和圆 盖板（10)，第二反射镜组（21)的各组件通过微调螺钉连接在第二安装环上；所述反射镜座 (4)内还设置有第二反射镜（3)。
7. 如权利要求6所述的小型化高温多次反射池光机系统，其特征在于：所述圆盖板 (10)与反射镜座（4)之间还设置有密封圈。
8. 如权利要求1所述的小型化高温多次反射池光机系统，其特征在于：所述激光器 调试机构包括设置在第一反射镜组（20)正前方的激光器（15)，平行设置在第一反射镜组 (20) 与激光器（15)之间第一光阑（17)和第二光阑（18)。
9. 如权利要求1所述的小型化高温多次反射池光机系统，其特征在于：所述盖板（12) 与开口气池（1)之间设置有第三密封垫（11)。
10. 如权利要求1所述的小型化高温多次反射池光机系统，其特征在于：所述开口气池 (1)外部为长方体结构，内部为圆柱空腔结构；开口气池（1)外部还设置有一层加热保温装 置；开口气池（1)外壁上设置有进气孔（13)与出气孔（14);所述进气孔（13)与出气孔（14) 为锥管螺纹状。
【文档编号】G01N21/01GK203894152SQ201420308364
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】彭樟, 李利, 黄镇, 汤光华, 韩少鹏, 唐仲恺 申请人:南京国电环保科技有限公司