[發明專利]氣體分析裝置

有效

• 申請號: 201210580054.0
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103185693B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 大西敏和;辻本敏行
• 申請（專利權）人: 株式會社堀場制作所
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/31
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所31210
• 代理人: 徐曉靜

技術領域

本發明涉及氣體分析裝置，尤其涉及在配管內流動試樣氣體中對測定光進行投光受光，分析規定成分的濃度的氣體分析裝置。

背景技術

在從燃燒煤或重質油的蒸汽發生器排出的燃燒排氣中，包括硫黃氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)等成分。

作為用于分析包含于氣體中的各成分的含有量的氣體分析裝置，有例如如下裝置：與配管中的氣體流路交叉地配置探測器，使從光源向氣體出射的測定光由配置在探測器的頂端部的反射器反射，基于被反射的測定光的信息分析試樣氣體的成分濃度的裝置（例如，參照美國專利第5781306號說明書）。

圖14是示意性顯示以往的氣體分析裝置所用的探測器的截面圖。

圖14所示的探測器A包括，內部可通過測定光的中空的管狀的探測管B，該探測管B與煙道C內的氣體流路交叉地安裝于配管側壁D。

配管側壁D包括用于安裝探測器A的安裝部E，通過凸緣F探測器A被安裝于安裝部E。

探測器A的基端部設有向探測管B內出射測定光的發光部G、和接收反射光的受光部H，探測器A的端部設有將來自發光部G的測定光反射到受光部H側的反射器I。

采用這樣的探測器A的氣體分析裝置中，能夠將煙道C中的氣體導入探測管B內，從發光部G出射并由反射器I反射的測定光由受光部G受光，根據該測定光的特性分析氣體中的各成分。

將在煙道C中流動的試樣氣體導入探測管B內時，試樣氣體通過探測管B到達發光部G、受光部H、反射器I等光學系統構件，這些光學系統構件暴露于高溫的試樣氣體，有粉塵造成的污染或腐蝕等導致的劣化的擔心。

因此，為了防止光學系統構件暴露于高溫的試樣氣體，在探測器A設置吹掃氣體提供部J，向發光部G、受光部H與探測管B的測定區域之間提供吹掃氣體。

又，可以構成為：通過配置于探測管B內的吹掃氣體提供管(圖未示)，向探測管B的頂端部提供吹掃氣體，防止反射器I暴露于試樣氣體。

這樣的探測器A的構造中，有可能產生在探測管B和安裝部E之間產生與煙道C直接連通的間隙K。

煙道C中流動的氣體為燃燒排氣時，其溫度為100℃～400℃，氣體流速為5m/sec～25m/sec。因此，煙道C內流動的氣體的一部分流入間隙K時，通過以外界氣溫被導入到探測管B的吹掃氣體，使其在間隙內被冷卻，結果，在間隙附近的上游側的氣體溫度與下游側的氣體溫度產生溫差。

這樣，一旦周圍的氣體溫度產生不均勻，與之對應地，探測管B的溫度也變得不均勻，尤其是，在測定光通過內部中空的光學系統的探測器中，可能產生熱透鏡效應現象。

這樣，由于熱透鏡效應現象的影響，會產生測定光軸擺動、偏移等問題，受光部中的受光狀態變得不穩定，導致測定精度惡化的問題。

又，在溫度分布不均勻的狀態下，即使光學測定系統的光軸調整在探測器設置之后立即進行，也可能產生偏差，因此需要等到溫度穩定之后再進行光軸調整。

進一步的，在預先設有安裝部E的配管側壁D安裝不同形狀·尺寸的探測器時，需要配合探測器的外形變更安裝部E的形狀，有增加工時和費用的問題。

為了避免光學測定系統的溫度分布不均勻，考慮采用加熱器和溫度控制系統，要求確保安全性的系統構建，從而導致費用的上升和裝置的大型化。

又，探測管B的基端部由多個部件構成，其內徑并非均一。由此，向探測管B的內部提供吹掃氣體時，探測管B內的吹掃氣體中產生亂流，測定光的光路可能產生溫度差。

探測管B內存在溫度差時，由于熱透鏡效應現象的影響，作為測定光的激光束擺動，產生光軸偏離等問題，受光部中的受光狀態變得不穩定，有測定精度惡化的問題。

又，在對探測管B的頂端部提供吹掃氣體時，由于在吹掃氣體提供管的配置位置產生探測管B內的溫度差，使得由于熱透鏡效應現象的影響，可能導致無法獲得高的測定精度。

發明內容

發明所要解決的問題

本發明的課題為，在通過光學測定系統測定配管內流動氣體濃度的氣體分析裝置中，防止基于溫度分布的不均勻的熱透鏡效應現象的發生，提高測定精度。

解決問題的手段

下面，對多個實施方式作為解決問題的手段進行說明。這些實施方式根據需要可進行任意組合。