[發明專利]一種原位反射式激光監測煙道內氣體的光學收發系統

有效

• 申請號: 201710258619.6
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107014749B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 尤坤;張玉鈞;王立明;何瑩;李宏斌;李瀟毅;劉文清
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/15
• 分類號: G01N21/15
• 代理公司: 廣州市天河廬陽專利事務所(普通合伙) 44244
• 代理人: 胡濟元

本發明公開了一種原位反射式激光監測煙道內氣體的光學收發系統，該系統包括光學收發裝置；所述的光學收發裝置由相對設置的一體式激光收發裝置和激光反射裝置組成；所述的一體式激光收發裝置包括光路防護筒和設在該光路防護筒近端的激光收發模塊，所述的激光反射裝置包括另一光路防護筒和設在該另一光路防護筒近端的角反射器；所述的光路防護筒和另一光路防護筒自近端至遠端包括相互連接的連接段和延伸段，其特征在于，所述一體式激光收發裝置的光路防護筒還包括光路調節段，該光路調節段設在所述連接段與延伸段之間；所述的光路調節段包括一段金屬波紋管和四只調節螺桿。

技術領域

本發明涉及便于進行光學測試的裝置或儀器，特別涉及防止光學裝置的部件沾污或光路障礙的裝置。

背景技術

針對日益嚴峻的大氣污染現狀，各國均非常重視監控火電廠、冶金廠、化工廠和水泥廠等固定污染源的煙氣排放，國家環保部門也都紛紛制定和頒布了相關的排放標準，致力于控制工業固定污染鍋爐的煙氣污染。近年來，國內外開展了大量的光譜學檢測技術應用在大氣污染氣體檢測的相關研究工作，光譜學檢測技術具有高精度、響應速度快、非接觸式測量等諸多優點。環保部門通過對污染氣體排放煙道實時連續監測實現對火電廠、冶金廠、化工廠和水泥廠等固定污染源的煙氣排放的監管。

煙道排放污染物的測量方式主要有抽取式和原位式測量兩種，其中抽取式檢測方式采用專用的加熱采樣探頭將煙氣從煙道中抽出，經伴熱傳輸及必要的預處理后進入檢測單元，通常要求的預處理系統非常復雜，且檢測單元要求嚴密性高，且對于如二氧化硫、氨氣等易吸附氣體，抽取到檢測單元內的氣體成分會發生損失，導致檢測誤差極大。相對于抽取式，原位式測量方式直接將光學收發裝置安裝在煙道上，使測量光穿過被測煙氣直接進行檢測的方法，結構簡單、安裝方便，無需復雜的預處理系統，響應時間快，測量結果更具有真實性。

申請公布號為CN103575659A的發明專利申請公開的“一種用于對煙道中煙氣進行檢測的裝置”即為一種原位檢測煙氣的裝置，該裝置由激光發射裝置和激光接收裝置組成，兩者均具有一由管體和連接管串聯形成的光路防護筒，其中管體的遠端設有形成與光路防護筒軸線垂直的氣簾的氣嘴，連接管側壁上設有連通官腔和壓力氣源的管接口，通入壓縮空氣后可在光路防護筒內形成正壓，并在光路防護筒的遠端出口部位形成隔絕煙氣的氣簾，兩者共同作用能有效的防止煙道內煙氣對光學器件造成污染。但是該專利申請所述方案尚存在以下不足：1、缺少光路調節機構，安裝難度大；2、激光發射裝置中的激光發射組件和激光接收裝置中的激光接收組件與各自的光路防護筒之間都是固定連接的，拆開清洗時必須要重新校準光路，不僅費時費力，而且還需要一定的專業技能才能完成；3、缺少控制所述氣簾流速的控制手段，且在第一、二管體10、10’(相當于光路防護筒)的內管壁上設置連通第一、二管體10、10’管腔與夾腔的(多個)通孔12(見其說明書第[0011]段和圖2)，無法保證所述“夾腔”內空氣的壓力，因此所述的氣簾雖然可隔絕煙氣，但其沿光路防護筒軸向流動的空氣會沖進煙道而改變光路上的煙氣濃度，進而嚴重影響監測結果的準確性。

授權公告號為CN 203870006U的實用新型專利申請公開的“一種帶儀器法蘭的原位式激光氣體分析儀”，該氣體分析儀的光路防護筒上設有光路調節段，所述光路調節段包括一對儀器法蘭，該一對儀器法蘭上設有一擰緊螺栓和兩只光斑位置調節螺栓，通過調節擰緊螺栓和光斑位置調節螺栓松緊程度對光斑進行左右位置和上下位置的調節。然而上述光斑位置調節方案的調節范圍比較小，若裝置安裝時發射單元和接受單元的軸線偏離較大，則可能無法校準光路。此外，該實用新型明顯存在拆開清洗時必須要重新校準光路和沿光路防護筒軸向流動的空氣會沖進煙道而改變光路上的煙氣濃度的不足。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種原位反射式激光監測煙道內氣體的光學收發系統，該光學收發系統具有激光角度調節范圍大，光學器件的清洗工作簡單方便的優點。

本發明解決上述技術問題的技術方案是：