一种能避免窗口片污染的气态污染物测量装置的制作方法

本发明涉及一种能避免窗口片污染的气态污染物测量装置，属于气态污染物监测仪器技术领域。

背景技术：

对于现有的气态污染物测量装置，其在测量高浓度污染气体时，其中的含硫气态分子在紫外线照射下，会发生化学反应，在透光窗口片表面生成雾状物(即透光窗口片上会缓慢沉积雾状固态物)，使得窗口片的紫外光透过率大幅度降低，严重影响测试结果。

技术实现要素：

发明目的：为解决现有技术中的问题，本发明提供一种能避免窗口片污染的气态污染物测量装置，该气态污染物测量装置在测量腔其中一端或两端的透光窗口片外侧设置加热装置，可以对透光窗口片进行加热，有效避免了常温下污染气体中的含硫气态分子被紫外线照射时会在透光窗口片上缓慢沉积出雾状物的问题，进而保证了测量装置测量效果的长期稳定。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：

一种能避免窗口片污染的气态污染物测量装置，包括用于填充待测气体的测量腔，所述测量腔的发射端透光窗口片和/或接收端透光窗口片的外侧设有加热装置。

其中，所述加热装置上设有透光的通孔。

其中，所述加热装置呈环形结构，这样既能充分加热透光窗口片，又能使紫外光通过。

其中，所述加热装置为内置加热丝的加热片，所述加热片为陶瓷发热片，陶瓷加热片上焊接有温度传感器，加热丝和温度传感器分别通过导线与外部温度控制器连接。

其中，还包括发射端密封圈、发射端压盖、接收端密封圈和接收端压盖；发射端密封圈、发射端透光窗口片、发射端加热装置通过发射端压盖压紧安装在测量腔的发射端，接收端密封圈、接收端透光窗口片、接收端加热装置通过接收端压盖压紧安装在测量腔的接收端。发射端加热装置与发射端透光窗口片紧密贴合，接收端加热装置与接收端透光窗口片紧密贴合，从而将发射端透光窗口片和接收端透光窗口片加热到固定的温度。

其中，还包括紫外光源、紫外光源支架、光谱仪和光谱仪支架，紫外光源通过紫外光源支架安装在测量腔的发射端，光谱仪通过光谱仪支架安装在测量腔的接收端。紫外光源发出紫外光线，穿过发射端透光窗口片和测量腔内的测量气体，被吸收一部分后，再次穿过接收端透光窗口片，照射到光谱仪上，由光谱仪对被吸收后的光谱进行分析并输出数据。

其中，所述测量腔上设有进气口和出气口，测量腔上的进气口和出气口分别通过气管与外部气室连接，测量气体从测量腔的进气口通入腔体内，从排气口排出腔体。

其中，还包括发射端压盖以及嵌入在发射端压盖内的窗口片支架，窗口片支架包括安装块以及位于安装块两侧的第一定位板和第二定位板，紧固螺栓依次穿过第一定位板和安装块上的通孔，与第二定位板上的螺纹孔通过内外螺纹相互配合连接；带密封圈的发射端透光窗口片嵌入安装块的定位孔中，通过第一定位板固定在安装块上，发热装置以及与发热装置电连接的电路板也嵌入在安装块的定位孔中，通过第二定位板固定在安装块上；发射端压盖将窗口片支架压紧安装在测量腔的发射端。电路板上有温度传感器，电路板通过接头引线与外部温度控制器连接。

其中，还包括接收端压盖以及嵌入在接收端压盖内的窗口片支架，带密封圈的接收端透光窗口片嵌入在窗口片支架的定位孔中，接收端压盖将窗口片支架压紧安装在测量腔的接收端。

本发明气态污染物测量装置的工作过程：当装置正常工作时，发射端加热装置和/或接收端加热装置通电运行，分别将发射端透光窗口片和接收端透光窗口片加热到某一固定温度后，保持恒温；再将测量气体从测量腔上的进气口通入测量腔，再从排气口排出测量腔(测量室与外部气室连通循环)；然后紫外光源发出紫外光线，穿过发射端透光窗口片和测量腔内的测量气体，被吸收一部分后，再次穿过接收端透光窗口片，照射到光谱仪上。此时由于发射端透光窗口片和接收端透光窗口片一直保持高温，因此测量气体中的含硫气态分子即便被紫外线照射，也不会在发射端透光窗口片或接收端透光窗口片上产生雾状物，从而保证测量效果的持续稳定。

有益效果：本发明气态污染物测量装置通过在测量腔其中一端或两端的透光窗口片外侧设置加热装置，对透光窗口片进行加热，有效避免了常温下污染气体中的含硫气态分子被紫外线照射时会在透光窗口片上缓慢沉积出雾状物的问题，进而保证了测量装置测量效果的长期稳定。

附图说明

图1为实施例1气态污染物测量装置的爆炸图；

图2为实施例1气态污染物测量装置的结构示意图；

图3为实施例2气态污染物测量装置的爆炸图；

图4为实施例2气态污染物测量装置的结构示意图；

图5为气态污染物测量装置在窗口片处不加加热装置时对二氧化硫(so2)的透过率测量结果；

图6为本发明气态污染物测量装置对二氧化硫(so2)的透过率测量结果。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步阐述。

实施例1

如图1～2所示，本发明能避免窗口片污染的气态污染物测量装置，包括用于填充待测气体的测量腔1，测量腔1两端透光窗口片(2，3)的外侧均设有加热装置(6，7)；其中，加热装置(6，7)上设有透光的通孔16，加热装置(6，7)可以呈环形结构，这样既能充分加热透光窗口片(2，3)，又能使紫外光通过；加热装置(6，7)也可以为其他带有透光缺口的形状。加热装置(6，7)为内置加热丝的加热片，加热片为陶瓷发热片，陶瓷加热片上焊接有温度传感器(温度传感器可以是pt型热电阻，也可以是k型热电偶等其它温度传感器)，加热丝和温度传感器分别通过导线与外部温度控制器连接。

本发明气态污染物测量装置还包括发射端密封圈4、发射端压盖8、接收端密封圈5和接收端压盖9；发射端密封圈4、发射端透光窗口片2、发射端加热装置6通过发射端压盖8压紧安装在测量腔1的发射端(发射端压盖8与测量腔1的发射端通过螺钉固定连接)，接收端密封圈5、接收端透光窗口片3、接收端加热装置7通过接收端压盖9压紧安装在测量腔1的接收端(接收端压盖9与测量腔1的接收端通过螺钉固定连接)。发射端加热装置6与发射端透光窗口片2紧密贴合，接收端加热装置7与接收端透光窗口片3紧密贴合，从而将发射端透光窗口片2和接收端透光窗口片3加热到固定的温度。发射端密封圈4和接收端密封圈5保证测量腔1的密封性。

本发明气态污染物测量装置还包括紫外光源11、紫外光源支架10、光谱仪13和光谱仪支架12，紫外光源支架10和光谱仪支架12分别固定在测量腔1的两端，紫外光源11通过紫外光源支架10安装在测量腔1的发射端，光谱仪13通过光谱仪支架12安装在测量腔1的接收端。发射端压盖8固定在紫外光源支架10上，接收端压盖9固定在光谱仪支架12上。紫外光源11发出紫外光线，穿过发射端透光窗口片2和测量腔1内的测量气体，被吸收一部分后，再次穿过接收端透光窗口片3，照射到光谱仪13上，由光谱仪13对被吸收后的光谱进行分析并输出数据。

本发明气态污染物测量装置的测量腔1上设有进气口14和出气口15，测量腔1上的进气口14和出气口15分别通过气管与外部气室连接，测量气体从测量腔1的进气口14通入腔体内，从排气口15排出腔体。

本发明气态污染物测量装置的加热装置(6，7)由内置加热丝的加热片和温度传感器组成，加热片和温度传感器的引线26与外部温度控制电路相连，温度控制电路通过控制加热使加热装置(6，7)的温度始终维持在125±5℃(即加热装置的工作温度为125±5℃)。本发明气态污染物测量装置所使用的加热装置(6，7)为陶瓷发热片，陶瓷发热片是在氧化铝陶瓷生坯上印刷电阻浆料后，在高温下烘烤处理，然后安装电极和引线后制成的发热元件。

实施例2

如图3～4所示，本发明能避免窗口片污染的气态污染物测量装置，包括用于填充待测气体的测量腔1，测量腔1只在发射端透光窗口片2的外侧设置加热装置6；其中，加热装置6上设有透光的通孔16，加热装置6可以呈环形结构，这样既能充分加热透光窗口片2，又能使紫外光通过；加热装置6也可以为其他带有透光缺口的形状，加热装置6为陶瓷发热片，陶瓷发热片通过电连接加热片电路板17，加热片电路板17上带有温度传感器，加热片电路板17通过接头引线30与外部温度控制电路32连接。

本发明能避免窗口片污染的气态污染物测量装置还包括发射端压盖8以及嵌入在发射端压盖8内的窗口片支架18，窗口片支架18包括安装块19以及位于安装块19两侧的第一定位板20和第二定位板21，紧固螺栓22依次穿过第一定位板20、安装块19和电路板17上的通孔，与第二定位板21上的螺纹孔通过内外螺纹相互配合固定连接；带密封圈4的发射端透光窗口片2嵌入安装块19的定位孔23中，通过第一定位板20固定在安装块19上，发热装置6以及与发热装置6电连接的电路板17也嵌入在安装块19的定位孔23中，通过第二定位板21固定在安装块19上；发射端压盖8将窗口片支架19压紧安装在测量腔1的发射端(发射端压盖8与测量腔1的发射端通过螺钉固定连接)，当需要清洗发射端透光窗口片2时，将窗口片支架18从发射端压盖8的凹槽内拔出即可。本发明能避免窗口片污染的气态污染物测量装置还包括接收端压盖9以及嵌入在接收端压盖9内的窗口片支架24，带密封圈5的接收端透光窗口片3嵌入在窗口片支架24的定位孔25中，接收端压盖9将窗口片支架24压紧安装在测量腔1的接收端(接收端压盖9与测量腔1的接收端通过螺钉固定连接)。当需要清洗接收端透光窗口片3时，将窗口片支架24从接收端压盖9的凹槽内拔出即可。

本发明气态污染物测量装置还包括紫外光源11、紫外光源支架10、光谱仪13和光谱仪支架12，紫外光源支架10和光谱仪支架12分别固定在测量腔1的两端，紫外光源11通过紫外光源支架10安装在测量腔1的发射端，光谱仪13通过光谱仪支架12安装在测量腔1的接收端。发射端压盖8固定在紫外光源支架10上，接收端压盖9固定在光谱仪支架12上。

图5为气态污染物测量装置在窗口片处不加加热装置时对二氧化硫(so2)的透过率测量结果(横坐标：时间，纵坐标：光谱强度；曲线：常温透过率、高温透过率)；图6为本发明气态污染物测量装置对二氧化硫(so2)的透过率测量结果(横坐标：时间，纵坐标：光谱强度；三条曲线：温度、常温透过率、高温透过率)。通过图5～6可知，在气态污染物测量装置的透光窗口片处加加热装置后，有效保证了测量装置测量效果的长期稳定。因此本发明气态污染物测量装置解决了传统紫外线气态污染物测量装置在测量气态硫化物污染物时，污染气体在紫外线作用下，在发射端透光窗口片2和接收端透光窗口片3上沉积不透明的雾状物，影响测量效果的问题。