非接触式半导体激光气体分析仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气体分析设备领域，具体涉及一种非接触式半导体激光气体分析仪。
【背景技术】
[0002]现有技术中常使用非分光红外分析技术作为气体浓度检测手段，非分光红外分析技术使用谱宽很宽且固定波长的红外光源，由于红外光源谱宽很宽，背景气体会产生交叉干扰，影响测量结果;此外，被测气体环境参数如温度或压力变化通常导致谱线强度和展宽发生变化，对温度或压力信号不加修正就会影响测量结果，所以非分光红外分析技术逐渐为半导体激光吸收光谱技术所取代。
[0003]半导体激光气体分析仪是基于国际领先的半导体激光吸收光谱技术(DLAS)，SP“单线光谱”测量技术制造的高性能产品。半导体激光气体分析仪采用可调制的半导体激光器为发光光源，通过调制半导体激光器的工作电流强度来调制激光频率，使激光扫描范围略大于被测气体的单吸收谱线，半导体激光器发射的特定波长的激光束在穿过测量管时，通过被测气体选频吸收该激光束，导致激光强度产生衰减。半导体激光气体分析仪利用不同气体成分均有不同的特征吸收谱线及气体浓度和红外或激光吸收光谱之间存在的Beer-Lambert关系，通过检测吸收谱线的吸收大小，即激光强度衰减信息，就可以检测到被测气体的浓度。
[0004]DLAS技术使用谱宽非常小，也就是单色性非常好，且波长可调谐的半导体激光器作为光源，相较而言DLAS技术具有传统非分光红外分析技术无法实现的一些性能优点:1.不受背景气体交叉干扰:半导体激光器发射的激光谱宽小于0.0OOlnm，是红外光源谱宽的1/106，远小于红外光源谱宽和被测气体单吸收谱线宽度，其频率调制扫描范围也仅包含被测气体单吸收谱线(半导体激光吸收光谱技术也因此被称为单线光谱技术)，因此成功消除了背景气体交叉干扰影响。2.不受被测气体环境参数变化干扰:DLAS技术是对被测气体单一吸收谱线进行分析，因此可较容易地对温度、压力效应进行修正。为此系统内置了温度和压力自动修正功能，能根据实际测量得到的被测气体温度和压力对气体成分测量值进行自动修正，从而可实现精确的在线气体分析。
[0005]现有技术的半导体激光气体分析仪的结构如图1所示，包括通过电信号连接的激光发射单元I和发射头2，以及通过电信号连接的激光接收单元5和接收头4;其中，发射头2和接收头4设置在旁路测量单元3上，溶胶罐(图中未示出)中的混合气体通过样气处理单元6处理后，通过入气气路71输入旁路测量单元3，气体穿过旁路测量单元3后，通过出气气路72返回溶胶罐。
[0006]现有技术的半导体激光气体分析仪具有如下缺陷:一、半导体激光气体分析仪容易损坏爆炸:在生产应用过程中，如在本体ABS生产过程中，由于工艺原因样气夹带大量的苯乙烯、乙苯等工艺介质带入设备中造成仪表失灵，导致处理器芯片损坏，仪表报废，如果夹带的有机气体浓度较高，很容易发生爆炸，给人员和设备带来很大的损害。
[0007]二、半导体激光气体分析仪容易发生故障，测量不准确:气体中混带的工艺介质形成的气雾常在气路内沉降形成液滴，聚集后积存在设备内部，造成气路堵塞、测量值不准、损坏仪器等不良后果，满足不了生产需求。
[0008]如何使半导体激光气体分析仪在不影响工作效率的情况下具有防腐防爆功能，是现有技术亟待解决的技术问题之一。避免样气中夹带的工艺介质或其它杂质对分析仪造成测量值不准和仪器损坏，是现有技术亟待解决的另外一个技术问题。
【发明内容】
[0009]针对上述技术问题，本发明的其中一个目的是提供一种具有防爆功能的非接触式半导体激光气体分析仪。
[0010]本发明所采用的技术方案如下:非接触式半导体激光气体分析仪，包括通过电信号连接的激光发射单元和发射头，通过电信号连接的激光接收单元和接收头，旁路测量单元，入气气路和出气气路;所述旁路测量单元位于发射头和接收头之间;所述入气气路与旁路测量单元靠近发射头的一侧连接，所述出气气路与旁路测量单元靠近接收头的一侧连接;其改进点在于，还包括正压防爆输气系统，所述正压防爆输气系统包括正压输气栗和正压输气管;所述正压输气栗提供的防爆压力气体通过正压输气管输入并充满所述激光发射单元、发射头、接收头和激光接收单元。
[0011]作为优选，所述正压防爆输气系统还包括过滤减压阀和油雾分离器，所述过滤减压阀、油雾分离器位于正压输气管上，对进入所述激光发射单元、发射头、接收头和激光接收单元的防爆压力气体进行处理。
[0012]所述正压防爆输气系统还包括压力指示器，所述压力指示器位于正压输气管上，包括内置压力传感模块、信号处理模块、电源控制模块、信息显示模块;所述压力传感模块与信号处理模块连接，信号处理模块与信息显示模块相连接，电源控制模块分别与压力传感模块、信号处理模块、信息显示模块连接。
[0013]所述压力指示器位于正压输气管的出气端。
[0014]为了能有效去除样气中的杂质、避免气路堵塞、避免测量值不准、降低仪器损坏率，作为优选方案，本发明的非接触式半导体激光气体分析仪还包括样气处理系统，所述样气处理系统包括流量阀、除液系统、流量表;所述流量阀、除液系统、流量表通过所述入气气路依次串联连接至所述旁路测量单元。
[0015]进一步地，所述除液系统包括通过入气气路串联连接的气液分离器和凝结过滤器，所述气液分离器靠近入气气路的入气端设置，凝结过滤器位于气液分离器和旁路测量单元之间;所述气液分离器和凝结过滤器底端均设有排液管。
[0016]更进一步地，所述排液管上设有排液针阀。
[0017]进一步地，所述样气处理系统还包括校准气路，所述校准气路位于除液系统和流量表之间，与入气气路串联连接。
[0018]所述样气处理系统还包括串联在所述入气气路上的膜式过滤器，所述膜式过滤器位于入气气路上，位于校准气路和流量表之间。膜式过滤器对入气气路中的气体进一步过滤，去除杂质，使得进入旁路测量单元的气体中干扰组分被去除，避免测量误差，同时也进一步避免含杂质对仪器的损坏。
[0019]本发明的有益效果在于:
[0020]本发明通过增加正压防爆输气系统，采用正压法，在仪器内始终充满保持微正压的保护气体，隔离有害物质，具有防爆功能，设备结构简单，防爆隔离效果好。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本发明【背景技术】中现有半导体激光气体分析仪结构示意图；
[0023]图2为本发明实施例1非接触式半导体激光气体分析仪结构示意图；
[0024]图3为本发明实施例2非接触式半导体激光气体分析仪结构示意图；
[0025]图4为本发明实施例2中压力指示器结构示意图；
[0026]图5为本发明实施例3样气处理系统结构示意图；
[0027]图6为本发明实施例4结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面参照附图详细描述本发明的实施方式。
[0029]实施例1
[0030]首先，需要指出的是，在本申请的说明书和权利要求书中，入气气路和出气气路指的是该非接触式半导体激光气体分析仪所要检测气体的入气气路和出气气路，供该待检测气体进出该分析仪。其中，激光发射单元1、发射头