一种用于激光光谱分析的单端插入式系统的制作方法

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本实用新型涉及分析仪器、光学装置技术领域，尤其涉及一种用于激光光谱分析的单端插入式系统。


背景技术：

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目前，激光气体分析装置对样气分析主要采用两种方式，一种是原位式激光气体分析装置，另一种是抽取式激光气体分析装置。原位式激光气体分析装置一般采用双法兰对射式结构设计，即在被测管道一侧安装激光发射单元，另一侧安装接收传感单元，为保证发射单元和接收单元光路对接，需要严格保证设备安装的同轴度并进行复杂的光路调节工作。另外，为了保护仪器光学视窗不受污染，当前普遍使用压缩氮气作为吹扫气持续通入仪器光路中，一台仪器氮气用量消耗量十分巨大。当对管道中含有大量粉尘的样气进行测量时，由于粉尘对激光信号的遮挡，激光信号强度将受到严重影响，甚至造成接收单元无法接收到激光信号的情况，导致测量失败。
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抽取式激光气体分析装置一般通过取样探头将样气抽取到工艺管道外部，然后由管线将样气输送到取样探头处理后，进入分析气室测量。与原位式激光气体分析装置相比，此分析装置将样气抽取到烟道外部测量，减少了现场光路调节过程；样气在进入分析气室之前已经进行过滤，不需要再使用压缩气对镜片进行保护；进入气室中样气已经过滤，烟道中的粉尘浓度对气体分析不产生影响。但当高温样气被抽取到烟道外部时，由于样气传输温度一般低于250℃，样气中的气体成分可能相互反应，造成待测气体组分损失；由于要经过相对较长的样气传输管线，低浓度尤其是吸附性较强的气体在传输过程中将产生较大的吸附损失。
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由此可见，市面上现有的原位式激光气体分析装置，和抽取式激光气体分析装置无法完全满足实际生产中的需求，而且由于多方面的不方便以及诸多的意外情况发生，从而产生不必要的人力、物力和财力。


技术实现要素：

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本实用新型的目的在于：为了解决目前激光气体分析装置中原位式激光气体分析装置和抽取式激光气体分析装置的不足，本实用新型提供一种能够适用于任何工况下的一种用于激光光谱分析的单端插入式系统，该系统兼容了原位式激光气体分析装置和抽取式激光气体分析装置的优点，同时避免了两种方式存在的不足。
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为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种用于激光光谱分析的单端插入式系统，包括系统箱体、光学镜片和系统安装法兰，所述系统箱体的内部固定安装有激光器、接收器、主控板和显示屏，所述系统箱体的外壁的一侧固定安装有电源接头，所述系统箱体的外部设有系统箱盖，所述系统箱体外壁的一端固定安装有系统箱体支座，所述系统箱体支座的另一端固定安装有箱体支座锁紧螺母，所述系统安装法兰的一端固定安装有光学镜片固定板和镜片固定板支座，所述光学镜片通过光学镜片固定板和镜片固定板
支座固定安装在系统安装法兰上，所述系统安装法兰通过箱体支座锁紧螺母与系统箱体支座连接，所述系统安装法兰的另一端固定安装有取样气室，所述取样气室远离系统安装法兰的一端安装有反射镜、反射镜支座和反射镜吹扫接头。
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优选的，所述系统安装法兰采用单端法兰结构设计。
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优选的，所述取样气室上开设有开放型通孔，所述取样气室采用高强度耐腐蚀不锈钢管。
[0009]
优选的，所述激光器和接收器均与主控板电性连接，所述主控板与显示屏电性连接。
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优选的，所述取样气室一端安装有反射镜支座，所述反射镜支座远离反射镜的一端安装有反射镜吹扫接头。
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与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
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本实用新型安装简便，方便快速测量，吸附效应小，精确度高，在任何工况环境中使用，激光强度不受粉尘影响，解决了高温高粉尘工况下的低浓度气体测量的关键技术问题，直接将系统安装法兰，取样气室和系统箱体集成于一体，系统箱体通过系统安装法兰安装在系统箱体支座上，通过取样气室直接测量样气，无需加热装置对气室管和样气加热，从而直接对样气取样分析测量，达到无样气浓度损失，工作温区范围广，产品维护上维护简易，维护周期长，光路结构简单，调光容易，可现场标定验证，不受现场安装条件的限制。
附图说明
[0013]
图1为本实用新型的立体结构示意图；
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图例说明：
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1.1、系统箱体；1.2、系统箱盖；1.3、显示屏；1.4、主控板；1.5、电源接头；1.6、激光器；1.7、接收器；1.8、系统箱体支座；1.9、箱体支座锁紧螺母；1.10、光学镜片；1.11、光学镜片固定板；1.12、镜片固定板支座；1.13、系统安装法兰；1.14、取样气室；1.15、反射镜；1.16、反射镜支座；1.17、反射镜吹扫接头。
具体实施方式
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下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0017]
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种用于激光光谱分析的单端插入式系统，包括系统箱体1.1、光学镜片1.10和系统安装法兰1.13，系统箱体1.1的内部固定安装有激光器1.6、接收器1.7、主控板1.4和显示屏1.3，所述系统箱体1.1的外壁的一侧固定安装有电源接头1.5，系统箱体1.1的外部设有系统箱盖1.2，系统箱体1.1外壁的一端固定安装有系统箱体支座1.8，系统箱体支座1.8的另一端固定安装有箱体支座锁紧螺母1.9，系统安装法兰1.13的一端固定安装有光学镜片固定板1.11和镜片固定板支座1.12，光学镜片1.10通过光学镜片固定板1.11和镜片固定板支座1.12固定安装在系统安装法兰1.13上，系统安装法兰1.13带有光学镜片固定板1.11和镜片固定板支座1.12的一端插入系统箱体支
座1.8里，箱体支座锁紧螺母1.9将系统安装法兰1.13和系统箱体支座1.8进行固定，箱体支座锁紧螺母1.9通过螺栓进行紧固，减少了光路调节过程，系统安装法兰1.13通过箱体支座锁紧螺母1.9与系统箱体支座1.8连接，系统安装法兰1.13的另一端固定安装有取样气室1.14，取样气室1.14远离系统安装法兰1.13的一端安装有反射镜1.15、反射镜支座1.16和反射镜吹扫接头1.17，反射镜1.15是将激光器1.16发射的光信号反射回接收器1.7，通过主控板1.4分析后得出结果后通过显示屏1.3进行显示。
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具体的，系统安装法兰1.13采用单端法兰结构设计。
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具体的，取样气室1.14上开设有开放型通孔，主要对测量的样气进行导入，取样气室1.14采用高强度耐腐蚀不锈钢管。
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具体的，激光器1.6和接收器1.7均与主控板1.4电性连接，主控板1.4与显示屏1.3电性连接。
[0021]
具体的，取样气室1.14一端安装有反射镜支座1.16，反射镜支座1.16远离反射镜1.15的一端安装有反射镜吹扫接头1.17，当样气流过取样气室1.14时，迎风侧的粉尘大多，容易污染反射镜，在取样气室1.14的末端的反射镜吹扫接头1.17周期性通气吹扫，保证反射镜的清洁。
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工作原理：安装时，需在管道上预先焊接一个安装法兰，然后将本系统通过此法兰插入管道中，再用螺栓将两片法兰紧固即可，减少了光路调节过程。当装置运行时，激光器发出光信号，由光学镜片进入取样气室后，被反射镜片反射折回，再次经过气室，最后到接收器，接收器接收到光信号后进行数据计算，最终获得对应气体浓度，并在系统箱体的显示屏上显示，当样气流过气室管时，迎风侧的粉尘大多，容易污染反射镜，在取样气室的末端的反射镜吹扫接头周期性通气吹扫，保证反射镜的清洁，所以直接对样气进行分析测量，达到无样气浓度损失，产品维护上维护简易，维护周期长，光路结构简单，从而达到集成原位取样与测试的光路折返系统的准确测量。
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以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。