专利名称：一种用于气体在线分析的一体化探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体测量装置，更具体地说，涉及一种用于气体在线 分析的一体化探头。
技术背景在工业生产过程中，会产生或使用很多气体，对这些气体进行在线分析对 于实现生产工艺优化、安全控制或环保排放控制至关重要。例如在克劳斯硫磺 回收工艺中，为了使硫磺回收过程达到最佳效果，需要测量管道内硫化氢和二氧化硫气体的摩尔比，并反馈到DCS对进气量进行控制，使所述摩尔比为2:1。 常用的测量方法为，如Brimstone公司采用的方式，如图1所示，使用探头52 从被测管道51中取样，然后经过较长的气体管线通入到复杂的预处理系统53 去除其中的硫蒸气，然后再通入测量室54中测量，测量室54的两侧安装光学 器件。所述系统中是在测量室54的下游安装射流泵6，从而抽出被测管道51内 的气体。所述射流泵6包括吸入气通道61、喷射气通道63和入射气通道62， 所述入射气通道62和喷射气通道63同线，而吸入气通道61和喷射气通道63 的夹角为90。。为了减少气路冷凝硫堵塞的危险，还需要把气路(包括气体管线、 预处理系统、测量室、射流泵等)加热到较髙温度，如15(TC，包括系统中的调 零和标定用气体管线。上述技术方案具有以下缺点1)利用分离器件实现被测气体采样、管线传 输、硫蒸气过滤、浓度分析、最后排回管道，系统采用全程伴热，结构复杂， 可靠性低；2)被测管道内的气体要经过较长的气体管道才能通入测量室，响应 速度慢；3)射流泵的吸入气通道与喷射气通道的夹角为90。，气体中残留的硫 易堵塞射流泵，造成系统无法正常采样；4)测量室的光学器件上易沉积硫粉， 无法清除，需要定期清洗，维护工作量大。 实用新型内容为了解决现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种结构简单紧凑、 可靠性高、响应速度快、不易堵塞、系统维护量小的用于气体在线分析的一体
化探头。本实用新型的目的是通过下述技术方案得以实现的一种用于气体在线分析的一体化探头，包括测量头以及与之相连接的采样 管，所述测量头内设有测量室以及与之相连通的进气通道和出气通道，所述测量室的两侧安装光学器件；所述出气通道上安装射流装置；在所述进气通道和 出气通道上安装气流截止阀。作为优选，所述射流装置包括吸入气通道、喷射气通道和入射气通道，所 述吸入气通道和喷射气通道设在所述出气通道内，所述入射气通道与所述吸入 气通道间的夹角为锐角。作为优选，所述测量头包括第一装配体和与之相连接的第二装配体，所述测 量室设在所述第二装配体内，所述射流装置设在所述第一装配体内，所述进气 通道、出气通道设在第一装配体和第二装配体内。作为优选，所述进气通道和出气通道是直通的。作为优选，所述测量室上还安装吹扫装置，所述吹扫装置具有进气口和出 气口，所述出气口对准所述光学器件。作为优选，在所述测量室的上部设有分别与所述进气通道、出气通道连通 的除污通道。作为优选，所述进气通道的一端还连接安装在采样管内的进气管，所述进 气管是弯曲或倾斜的。作为优选，所述测量室的侧部还设有加热流体通道。作为优选，所述采样管的一端设有倾斜的切口，所述切口背对被测气体管 道内气体的流向。作为优选，所述进气通道上还安装过滤器。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点1)系统简单，结构紧凑的一 体化探头直接安装在被测管道上，无需复杂的预处理系统，同时也不需要全程 伴热，而只需对测量室进行伴热，以避免气体中的水分冷凝在光学器件上；2) 响应速度快，被测管道内的气体只需经过很短的釆样管即可到达测量室；3)射 流泵的吸入气通道与喷射气通道间的锐角设计保证了气体流通顺畅，气体中的残留颗粒物如硫不易堵塞出气通道；4)系统维护量小，进气通道上的过滤器将 大部份残留颗粒物如硫滤除，少量进入测量室的残留颗粒物如硫由吹扫装置自 动吹扫去除，还可以通过关闭气流截止阀、拆下装配体进行维护。
图1是一种现有技术的结构示意图；图2是本实用新型的一种用于气体在线分析的一体化探头的结构示意图； 图3是图2 —体化探头中的吹扫装置的结构示意图； 图4是另一种射流装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细描述。 实施例1:如图2所示， 一种用于气体在线分析的一体化探头，应用在克劳斯硫回收 工艺尾气硫比值分析中，包括采样管l、测量头，所述测量头包括第一装配体2 以及与之装配在一起的第二装配体3。所述第一装配体2与所述采样管1相连接， 而所述采样管1安装在被测管道11上。所述第二装配体3内设有测量室38以及与之相连通的进气通道31、出气通 道32。所述测量室38的两侧安装光学器件35、 36。测量室38的侧部还设有加 热流体通道39。所述第二装配体3内还设有分别与所述进气通道31、出气通道 32贯通的除污通道33、 34,所述除污通道33、 34的进口平时封闭。如图3所 示，在第二装配体3的侧部还安装有吹扫装置4，所述吹扫装置4具有进气口 41和出气口 42、 43。所述出气口 42斜对着所述光学器件35,所述出气口 43斜 对着光学器件36。如图2,所述第一装配体2内设有与所述进气通道31相贯通的进气通道21、 与所述出气通道32相贯通的出气通道22。其中，在所述进气通道21上还设有 气流截止阀23,在出气通道22上还设有气流截止阀24。所述第一装配体2内 还设有射流装置，所述射流装置包括吸入气通道26、喷射气通道27和入射气通 道25，所述吸入气通道26和喷射气通道27设在直通的出气通道22内，利于气 体的畅通，避免弯曲的气体流路导致硫堵塞流路。所述入射气通道25与所述吸
入气通道26间的夹角为锐角。所述入射气通道25的进气口 37设在第二装配体 3上。所述进气通道21上还设有便于取出的过滤器29，用于过滤掉气体中的硫。所述采样管1内安装末端弯曲的进气管28,所述进气管28与所述进气通道 21连通。进气管28末端的弯曲有利于避免气体中的硫被气流直接带入进气通道 21、 31。所述采样管1的一端设有倾斜的切口，所述切口背对被测管道内气体 的流向12，避免被测管道11中的粉尘进入采样管1。上述一体化探头的工作过程为当需要测量管道ll内硫化氢和二氧化硫的 摩尔比时，所述气流截止阀23、 24打开，所述射流装置工作，高压空气从所述 进气口 37进入入射气通道25内。此时，被测管道11内的气体在射流装置的作 用下进入到所述采样管1内，气体中的大部份硫蒸气被冷凝并在重力作用下落 回被测管道，然后气体通过末端弯曲的进气管28进入到进气通道21内，经所 述过滤器29过滤后由进气通道31进入到所述测量室38内，所述加热流体通道 39内的流体加热所述测量室38内的气体。测量光束穿过光学器件36、测量室 38内的被测气体、光学器件35后被接收，通过分析被被测气体吸收后的光谱从 而测得测量室38内硫化氢和二氧化硫的摩尔比，测量室38内的气体通过出气 通道22、 32排回到所述采样管1内，进而流回被测管道内。所述一体化探头工作一段时间后，所述光学器件35、 36上会沉积少量的硫 粉，此时，所述吹扫装置4工作，吹扫气从所述出气口42、 43斜吹扫所述光学 器件35、 36，从而吹掉附着在光学器件35、 36上的硫粉。当测量室38或进气 通道21、 31或出气通道22、 32内沉积有较多量硫粉而无法使用上述吹扫方式 彻底清除时，可关闭所述气流截止阀24，然后吹扫进气通道21、 31;然后关闭 所述气流截止阀23，吹扫出气通道22、 32。如果上述方式还是无法完全清除时， 可打开所述除污通道33、 34，使用除污件清除内部的硫粉或硫液。当第二装配 体3需要维护时，关闭所述气流截止阀23、 24，此时拆下第二装配体3进行维 护，被测管道11中的气体也不会泄漏。当所述过滤器29需要清洗时，关闭所 述气流截止阀23、 24，抽出所述过滤器29进行清洗。 实施例2:一种用于气体在线分析的一体化探头，应用在PVC行业中，用于在线测量
管道中的HC1浓度。与实施例l不同的是，所述测量头内的出气通道不是直通 的；如图4所示，射流装置内的喷射气通道53与入射气通道51之间的夹角仍 是锐角，但吸入气通道52与喷射气通道53不再同线，而是有一个钝角。需要指出的是，上述实施方式不应理解为对本实用新型保护范围的限制。 如在实施例中，本实用新型是应用在克劳斯硫回收工艺尾气硫比值分析、PVC 行业中的HC1的测量中，当然还可以应用在其它领域中，如烟气排放连续监测 中二氧化硫、NOx的测量等。本实用新型的关键是，用于气体在线分析的一体 化探头包括测量头以及与之相连接的采样管，所述测量头内设有测量室以及与 之相连通的进气通道和出气通道，所述测量室的两侧安装光学器件；所述出气 通道上安装射流装置；在所述进气通道和出气通道上安装气流截止阀。在不脱 离本实用新型精神的情况下，对本实用新型作出的任何形式的改变均应落入本 实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种用于气体在线分析的一体化探头，其特征在于所述一体化探头包括测量头以及与之相连接的采样管，所述测量头内设有测量室以及与之相连通的进气通道和出气通道，所述测量室的两侧安装光学器件；所述出气通道上安装射流装置；在所述进气通道和出气通道上安装气流截止阀。
2、 根据权利要求1所述的一体化探头，其特征在于所述射流装置包括吸 入气通道、喷射气通道和入射气通道，所述吸入气通道和喷射气通道设在所述 出气通道内，所述入射气通道与所述吸入气通道间的夹角为锐角。
3、 根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于所述测量头包括 第一装配体和与之相连接的第二装配体，所述测量室设在所述第二装配体内， 所述射流装置设在所述第一装配体内，所述进气通道、出气通道设在第一装配 体和第二装配体内。
4、 根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于所述进气通道和出气通道是直通的。
5、 根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于所述测量室上还安装吹扫装置，所述吹扫装置具有进气口和出气口，所述出气口对准所述光学 器件。
6、 根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于在所述测量室的 上部设有分别与所述进气通道、出气通道连通的除污通道。
7、 根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于所述进气通道的 一端还连接安装在采样管内的进气管，所述进气管是弯曲或倾斜的。
8、 根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于所述测量室的侧 部还设有加热流体通道。
9、 根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于所述采样管的一 端设有倾斜的切口 ，所述切口背对被测气体管道内气体的流向。
10、 根据权利要求1或2所述的一体化探头，其特征在于所述进气通道 上还安装过滤器。
专利摘要本实用新型公开了一种用于气体在线分析的一体化探头，包括测量头以及与之相连接的采样管，所述测量头内设有测量室以及与之相连通的进气通道和出气通道，所述测量室的两侧安装光学器件；所述出气通道上安装射流装置；在所述进气通道和出气通道上安装气流截止阀。
文档编号G01N21/17GK201043950SQ200720108999
公开日2008年4月2日 申请日期2007年4月30日 优先权日2007年4月30日
发明者于志伟, 晓 孟, 杨松杰, 健 王, 韩双来 申请人:健 王