远红外腔内加热恒温气体吸收池的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于气体分析仪领域，涉及远红外腔内加热恒温气体吸收池结构。现有加热方案是将不锈钢吸收池整体加热，阻止水汽在光学组件上凝结。整体加热方案传热效率低，预热时间长；扩散的热量传导到光学组件的光纤单元和电子驱动部件，导致失效率的增加。本实用新型给出的远红外腔内加热恒温吸收池，直接加热样气和镜头；远红外光谱对水分子的辐射加热增强了加热效应；通过恒温控制，限制吸收池的温度漂移。具有以下优点：透镜经导热硅胶垫直接接触发热体，加热效率高，升温快；不接触加热镜头及样气；避免热量传导到光纤单元和电子驱动部件；功率显著降低；温度控制以透镜的表面温度为准，控制精确；无需隔热保温；采用人体安全电压加热。
【专利说明】远红外腔内加热恒温气体吸收池
【技术领域】
[0001]本发明属于气体分析仪领域，涉及远红外腔内加热恒温气体吸收池结构。
【背景技术】
[0002]气体成分分析在工业生产和环境监测等领域有着极为广泛的应用，分析仪对于吸收池结构有着较高的要求。由于被测气体样本携带颗粒物、水分及高腐蚀性成分，对光学部件的污染及腐蚀是最常见的故障原因。采用耐腐蚀材料、过滤装置可以避免颗粒物及腐蚀性成分对仪器的损害；对于水分较高的样品，现有的加热方案是将不锈钢吸收池整体加热，阻止水汽在光学组件上凝结。
[0003]整体加热方案存在着明显的不利因素。首先，加热的目标是透镜和样气，以保证在样气充分含水也不会凝结。不锈钢的导热系数高达17，石英玻璃为1.46，含水空气在0.024左右，显然，通过接触传热效率低，预热时间长。其次，不锈钢组件是热的良导体，大部分热量将沿池体表面和连接件扩散，为此必须采取隔热保温措施，导致组件的体积和成本增加；最后，热量传导到光学组件的光纤单元和电子驱动部件，使之长期工作在高温状态下，将导致失效率的增加。
【发明内容】
[0004]针对以上不利因素，本发明给出了一种远红外腔内加热恒温吸收池结构，采用远红外加热材料覆盖吸收池内壁，直接加热样气和镜头；同时远红外光谱对水分子的辐射加热增强了加热效应；通过恒温控制，限制吸收池的温度漂移。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种腔内涂覆远红外加热膜的吸收池结构，包括一个吸收池本体(I)、腔内涂覆远红外涂层(2)，一个入气气管(3)和一个出气气管(4)直接在吸收池本体上开孔制作，一个左导电接触环及导线(5)，一个左导热硅橡胶O型密封圈(6)，一个扩束准直透镜(7)，一个左O型密封圈(8)，一个左管状压紧件(9)，按照顺序自左向右逐次装入吸收池本体，依靠左管状压紧件(9)压紧定位，一个右导电接触环及导线(10)，一个右导热硅橡胶O型密封圈(11 )，一个聚焦透镜(12)，一个温度传感器及其引线(13)，一个右O型密封圈(14)，一个右管状压紧件(15)，按照顺序自右向左逐次装入吸收池本体，依靠右管状压紧件(15)压紧定位。
[0006]吸收池本体(I)可采用陶瓷、石英、微晶玻璃、经绝缘处理的金属管材作为涂电热膜的绝缘载体，并制作入气气管(3)和出气气管(4)接口(图)，在聚焦透镜外侧经右O型密封圈(14)压紧温度传感器及其引线(13)，使得温度信号能够传输到温控系统实现恒温控制。
[0007]本发明的吸收池结构相对现有的整体加热吸收池，具有以下优点:
[0008]透镜经导热硅胶垫直接接触发热体，避免了现有方案通过不锈钢池体及空气气隙传热，加热效率高，升温快，预热时间仅为现有方案的十分之一；
[0009]远红外辐射亦可不接触加热镜头，进一步保证了镜头的温度，避免结露；[0010]加热膜及远红外辐射直接加热腔体内的气体，使得其中水蒸气分子保持活性，难以结露；
[0011]避免了热量传导到光纤单元和电子驱动部件，有助于保证其可靠性；
[0012]恒温加热所需的功率显著降低，较现有方案降低了一个数量级；
[0013]温度控制以透镜的表面温度为准，控制精确；
[0014]当采用低导热系数材料，如陶瓷和PTFE等材料时，无需隔热保温，降低了空间要求和成本；
[0015]采用36V以下的人体安全电压加热，即使故障也不会危害人身安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]附图1为本发明的结构图
[0017]以上图中:吸收池本体1、腔内涂覆远红外涂层2，入气气管(3)和出气气管(4)，左导电接触环及导线5，左导热硅橡胶O型密封圈6，扩束准直透镜7，左O型密封圈8，左管状压紧件9，右导电接触环及导线10，右导热硅橡胶O型密封圈11，聚焦透镜12，温度传感器及其引线13，右O型密封圈14，右管状压紧件15。
【具体实施方式】
[0018]本实用新型提出的加热恒温技术，可应用于各种原理和样式的气体分析仪，如红外吸收气体分析仪以及紫外差分气体分析仪。
[0019]参见说明书附图。首先在吸收池(I)内壁涂覆远红外加热膜(2)，涂层应延伸到导电接触环与池体的接触端面处。以左侧为例，装配时首先装入左导电接触环及导线(5)，其导线沿吸收池本体上的小孔引入扩束准直透镜(7)内侧，然后装入左导热硅橡胶O型密封圈(6 )，然后依序安装扩束准直透镜(7 )，左O型密封圈(8 )，以及左管状压紧件(9 )。
【权利要求】
1.远红外腔内加热恒温气体吸收池，其特征是:一个吸收池本体(I)、腔内涂覆远红外涂层(2)，一个入气气管(3)和一个出气气管(4)直接在吸收池本体上开孔制作，一个左导电接触环及导线(5), —个左导热娃橡胶O型密封圈(6), —个扩束准直透镜(7), —个左O型密封圈(8)，一个左管状压紧件(9)，按照顺序自左向右逐次装入吸收池本体，依靠左管状压紧件(9)压紧定位，一个右导电接触环及导线(10)，一个右导热硅橡胶O型密封圈(11), 一个聚焦透镜(12)，一个温度传感器及其引线(13)，一个右O型密封圈(14)，一个右管状压紧件(15)，按照顺序自右向左逐次装入吸收池本体，依靠右管状压紧件(15)压紧定位。
2.根据权利要求1所述的远红外腔内加热恒温气体吸收池,其特征是吸收池本体(I)采用陶瓷、石英、微晶玻璃、或经绝缘处理的金属管材作为涂电热膜的绝缘载体，腔内涂覆远红外涂层，该涂层应延伸至一个左导电接触环及导线(5)、一个右导电接触环及导线(10)的安装端面，提供加热电流通路。
3.根据权利要求1所述的远红外腔内加热恒温气体吸收池，其特征是左导电接触环及导线(5)，左导热硅橡胶O型密封圈(6)，扩束准直透镜(7)，左O型密封圈(8)，以及左管状压紧件(9 )成串列形式，依靠左管状压紧件(9 )固定。
4.根据权利要求1所述的远红外腔内加热恒温气体吸收池，其特征是右导电接触环及导线(10)，右导热硅橡胶O型密封圈(11)，聚焦透镜(12)，温度传感器及其引线(13)，右O型密封圈(14)，以及右管状压紧件(15)成串列形式，依靠右管状压紧件(15)固定。
【文档编号】G01N21/01GK203587489SQ201320399557
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年7月6日 优先权日:2013年7月6日
【发明者】曹建文, 曾定章 申请人:曹建文