便携式原位紫外光谱烟气分析仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于气体分析、环保监测、节能检测等烟气采样设备技术领域，具体涉及便携式原位紫外光谱烟气分析仪。
【背景技术】
[0002]目前，国内外的便携式烟气分析仪在结构上主要由采样枪、预处理装置、主机等组成，其结构复杂，体积较大，分析室无法直接放置烟道内采样，不利于现场测量时使用，并且除湿效率低，水分对被测气体的干扰很大，使用一段时间后需要更换除水除尘等部件，同时现有常规分析仪采用的电化学分析法存在的交叉干扰的难题，加之进气方式一般为非均匀扩散式，难以保证对被测气体的精确测量。
【实用新型内容】
[0003]为解决上述现有技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种采用紫外光谱方法分析烟气成分的新型烟气分析仪，以解决电化学分析法存在的交叉干扰的问题；同时使用时分析室可直接放置于烟道内部采样，无需配备单独的采样和预处理装置，能够有效地保证光谱分析的可靠性与测量的精确性。
[0004]为实现上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0005]便携式原位紫外光谱烟气分析仪，其特征在于:包括配置有气室的采样管，所述采样管的前端固定设置有反射镜，另一端由内而外依次设置有透镜及光纤接口，所述采样管的管壁之上于靠近透镜位置开设有抽气口，所述抽气口通过气路连通采样栗，所述采样栗通过气路连通ARM采集板，所述ARM采集板通过气路连通至排气口 ；
[0006]还包括紫外线光源、光谱仪、处理单元、显示屏及电源，其中所述紫外线光源及光谱仪通过光纤连接至采样管的光纤接口，所述处理单元同光谱仪、ARM采集板及显示屏同时连接，所述电源同紫外线光源、光谱仪、采样栗、ARM采集板、处理单元及显示屏同时连接。
[0007]进一步地，优选的是，所述采样管前端紧挨反射镜设置有过滤器，所述过滤器采用可以滤除2um以上颗粒物的金属烧结过滤器。
[0008]进一步地，优选的是，所述反射镜的径向与采样管内壁之间配置有间隙。
[0009]进一步地，优选的是，所述采样管外壁设置有加热带。
[0010]进一步地，优选的是，所述紫外线光源为氘灯。
[0011]进一步地，优选的是，所述采样栗通过气路将设置于ARM采集板之上的传感器串联于同一气路之上，其中所述传感器包括有电化学氧气传感器及一氧化碳传感器。
[0012]进一步地，优选的是，所述电源为锂聚合物电池，输出电压12V。
[0013]进一步地，优选的是，所述采样栗为隔膜栗。
[0014]通过以上技术方案，本实用新型的有益效果如下:
[0015]1、采用紫外光谱方法分析烟气成分，解决了电化学分析法存在的交叉干扰问题，尤其是NO2可以直接测量得到，无需经过中间产物的推算；
[0016]2、使用时无需再配备单独的采样和预处理装置，分析室可直接放置于烟道内部采样，配合分析室上的加热带进行加热，可防止原烟气中的化学成份在低温烟道因结露而形成对硫化物和氮氧化物的吸附，实现无水分对被测气体的干扰，最大限度地保证了对被测气体的精确测量；
[0017]3、通过反射镜径向同采样管内壁之间间隙的设置，使气体通过过滤器后经由反射镜四周的间隙均匀进入气室，保证光谱分析的稳定性；
[0018]4、通过对反射镜、透镜及光纤进行构造，使光纤一路用为紫外线光源的输出，一路用于光谱仪的接收，且都置于采样端的同侧，可实现分析室的整个光程为两米，保证光谱分析的可靠性；
[0019]5、解决了一般烟气分析仪的结构复杂，维护成本高等问题，而且长期使用无需更换过滤器。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的结构不意图；
[0021]附图标记说明:1、采样管;2、过滤器;3、反射镜;4、透镜;5、气室;6、加热带;7、光纤接口；8、抽气口；9、紫外线光源；10、光谱仪;11、采样栗；12、ARM采集板;13、处理单元；14、显不屏；15、电源；16、光纤；17、排气口 ； 18、传感器。
【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型的创作手段、技术效果及实现原理易于理解，以下结合实施例对本实用新型作进一步详细说明，但不应视为对本实用新型的限定。
[0023]如图1所示，本实用新型所提供的便携式原位紫外光谱烟气分析仪包括有分析室部分及主机部分，其中:
[0024]分析室部分包括有采样管1、过滤器2、反射镜3及透镜4，具体地，采样管I内部开设有轴向贯通的气室5，采样管I的外壁之上缠绕有加热带6，加热带6外层可包覆保温材料，以实现通过加热带6将采样管I升温至150°C，防止测量时原烟气中的硫化物和氮氧化物等化学成分在低温烟道因结露而形成吸附；金属烧结的过滤器2通过螺纹安装于采样管I的前端，以滤除2um以上的颗粒物，防止烟气中的大颗粒物进入采样系统，造成对反射镜3的污染和测量结果的不准确;气室5前端紧挨过滤器2通过螺钉设有用于增加光程的反射镜3，实现紫外光通过反射镜3的反射使光程达到2米，反射镜3的径向外缘与采样管I内壁配置有间隙，以保证烟气通过过滤器2后经由反射镜3四周的间隙均匀进入气室5;采样管I的另一端配置有光纤接口 7，气室5内于靠近光纤接口 7处固定设有透镜4，采样管I的管壁之上于反射镜3和透镜4之间且在靠近透镜4的位置开设有抽气口 8 ；
[0025]主机部分包括有设置于机箱之内的紫外线光源9、光谱仪10、采样栗IUARM采集板12、处理单元13、显示屏14及电源15，具体地，紫外线光源9的输出端及光谱仪10的输入端分别通过Y型的光纤16连接至光纤接口 7，采样栗11的输入端及输出端分别通过气路连通抽气口8及ARM采集板12的输入口，并实现将ARM采集板12上配置的传感器18串联在同一气路之上，其中传感器18至少配置有电化学氧气传感器和一氧化碳传感器，并可根据具体需要设置其他类型传感器;ARM采集板12通过输出口通过气路连通排气口 17，处理单元13通过串口分别同光谱仪10、ARM采集板12及显示屏14同时连接，以实时采集光谱仪10和ARM采集板12上的数据，并将数据显示在显示屏14上；电源15同紫外线光源9、处理单元13、显示器14及采样栗11直接连接供电，并通过连接处理单元13为分析仪10、ARM采集板12及显示屏14供电。
[0026]作为本实用新型的优选实施例，上述紫外线光源9采用德国贺利氏的氘灯;光谱仪10使用荷兰AvaSpec-Mini的光谱仪；电源15采用HDT高容量聚合物电池，输出电压12V，容量为13000mAh;ARM采集板12上可根据需要具体配置相应的电化学传感器，且ARM采集板12中的核心控制芯片采用飞利浦公司LPC2148系列的64管脚ARM芯片，以实现向处理单元13提供电化学氧气和一氧化碳的浓度值、气室温湿度、大气压力、烟道内外压差等控制参数等;采样栗11采用托马斯1410系列隔膜栗。
[0027]工作时，电源15给紫外线光源9、光谱仪10、ARM采集板12、处理单元13、显示器14及采样栗11供电，烟气通过采样栗11的栗吸方式首先经过采样管I前端设置的过滤器2滤除2um以上的烟尘，防止造成采样管I和后面进气通路的堵塞，随后通过反射镜3外径同采样管I内壁之间的间隙均匀进入到采样管内的气室5，期间采样管I被其外壁缠绕的加热带6加热至IJ150°C，所以无水分凝结;紫外线光源9发射出的紫外光通过光纤16传送后经由透镜4将点光源变换为平行光，再将经反射镜3反射回的平行光聚焦到与光谱仪10连接的光纤上传输给光谱仪10接收进行光谱分析，光谱仪10将数据通过串口发送至处理单元13，经过处理单元13处理后将采集到的烟气浓度数据显示在显示器14上;烟气通过抽气口 8出来后经由采样栗11输送至ARM采集板12上串联于同一气路之上的传感器18进行检测，ARM采集板12通过串口将检测数据发送至处理单元13，最后检测完毕后的烟气经由排气口 17排出。
【主权项】
1.便携式原位紫外光谱烟气分析仪，其特征在于:包括配置有气室的采样管，所述采样管的前端固定设置有反射镜，另一端由内而外依次设置有透镜及光纤接口，所述采样管的管壁之上于靠近透镜位置开设有抽气口，所述抽气口通过气路连通采样栗，所述采样栗通过气路连通ARM采集板，所述ARM采集板通过气路连通至排气口 ； 还包括紫外线光源、光谱仪、处理单元、显示屏及电源，其中所述紫外线光源及光谱仪通过光纤连接至采样管的光纤接口，所述处理单元同光谱仪、ARM采集板及显示屏同时连接，所述电源同紫外线光源、光谱仪、采样栗、ARM采集板、处理单元及显示屏同时连接。2.根据权利要求1所述的便携式原位紫外光谱烟气分析仪，其特征在于:所述采样管前端紧挨反射镜设置有过滤器，所述过滤器采用可以滤除2um以上颗粒物的金属烧结过滤器。3.根据权利要求1或2所述的便携式原位紫外光谱烟气分析仪，其特征在于:所述反射镜的径向外缘与采样管内壁之间配置有间隙。4.根据权利要求1所述的便携式原位紫外光谱烟气分析仪，其特征在于:所述采样管外壁设置有加热带。5.根据权利要求1所述的便携式原位紫外光谱烟气分析仪，其特征在于:所述紫外线光源为氘灯。6.根据权利要求1所述的便携式原位紫外光谱烟气分析仪，其特征在于:所述采样栗通过气路将设置于ARM采集板之上的传感器串联于同一气路之上，其中所述传感器包括有电化学氧气传感器及一氧化碳传感器。7.根据权利要求1所述的便携式原位紫外光谱烟气分析仪，其特征在于:所述电源为锂聚合物电池，输出电压12V。8.根据权利要求1所述的便携式原位紫外光谱烟气分析仪，其特征在于:所述采样栗为隔膜栗。
【专利摘要】本实用新型公开了便携式原位紫外光谱烟气分析仪，包括配置有气室的采样管，采样管的前端由内而外依次固定设置有反射镜及过滤器，另一端由内而外依次设置有透镜及光纤接口，采样管的管壁之上于靠近透镜位置开设有抽气口，抽气口通过气路连通采样泵，采样泵通过气路连通ARM采集板，ARM采集板通过气路连通至排气口，紫外线光源及光谱仪通过光纤连接至采样管的光纤接口，处理单元同光谱仪、ARM采集板及显示屏同时连接，电源同紫外线光源、光谱仪、采样泵、ARM采集板、处理单元及显示屏同时连接；本实用新型使用时分析室可直接放置于烟道内部采样，无需配备单独的采样和预处理装置，能够有效地保证光谱分析的可靠性与测量的精确性，并解决了电化学分析法存在的交叉干扰的问题。
【IPC分类】G01N21/33
【公开号】CN205229042
【申请号】CN201521075711
【发明人】王龙飞, 王立夏, 罗勇强, 武翅, 孟丽娜
【申请人】西安西光创威光电有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月21日