專利名稱:一種在位式氣體分析系統的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種在位式氣體分析系統,尤其是一種在管道內不引入吹掃氣的情況下的在位式氣體分析系統,它主要應用在激光在線原位測量儀表中。
背景技術:
在線原位激光氣體分析測量儀表,一般由發射模塊、接收模塊、連接模塊和分析模塊組成,發射模塊和接收模塊通過連接模塊分別安裝于管道相對的兩端。在線原位激光氣體分析測量儀表一般采用光譜吸收的原理進行測量,其測量值和測量光程是相關的,在進行測量時,要求固定測量光程。一般地,發射模塊和接收模塊設置在管道相對的兩端,則相應的測量光程固定為發射模塊和接收模塊上兩個隔離窗口片之間的距離,但這存在以下問題1、在被測氣體濃度較大的情況下,測量光程過長,吸收過大,造成無法測量;同時,被測氣體可能存在吸收過飽和狀況,此時對被測氣體的測量將不再準確;2、兩個隔離窗口片與管道之間存在測量死氣,對測量的準確性產生影響。為了解決上述問題,現有技術一般在管道兩端的連接模塊內設置伸入至管道內部的內管,而內管內部可能存在對測量有影響的氣體;因此,將不含被測氣體的吹掃氣體通入連接模塊并通過內管,將內管內的氣體帶出,進入管道,進而被管道內的氣體帶走;此時,管道內兩個內管端面之間的距離為測量光程;吹掃氣將測量光程外的光路中、對測量有影響的氣體置換掉;通過選擇不同長度的內管,選定測量光程。但這種方式吹掃氣體進入了管道內部,污染了管道內的測量氣體。
實用新型內容為了解決現有技術中的上述不足,本實用新型提供了一種不向管道內吹入吹掃氣的情況下,能夠消除除測量光程外的光路中的氣體對測量產生的影響的在位式氣體分析系統。為實現上述目的,本實用新型采用如下技術方案一種在位式氣體分析系統,包括光發射模塊、光接收模塊、連接模塊、分析模塊;所述光發射模塊和光接收模塊通過連接模塊安裝在管道上;所述光發射模塊發出的光經過管道內的測量氣體后被光接收模塊接收;所述光接收模塊與分析模塊相連;其特征在于所述系統還包括吹掃裝置;所述吹掃裝置具有吹掃窗片、氣體通道和吹掃氣源;所述吹掃窗片設置在所述連接模塊內,對測量光透明,用于隔離連接模塊和管道內的氣體;所述氣體通道與設置在連接模塊上的導氣口相連通;所述吹掃氣源輸出的吹掃氣通過氣體通道置換連接模塊內的氣體。進一步,所述系統還包括內管,所述內管穿過所述連接模塊伸入至管道內部;[0017]所述吹掃窗片設置在所述內管內。進一步,所述吹掃窗片設置在所述內管伸入管道的一端。進一步,所述在位式氣體分析系統還包括隔離窗片,所述隔離窗片設置在所述內管伸入管道的一端,用于隔離內管及管道內的氣體;所述隔離窗片對測量光透明;
所述吹掃窗片與所述隔離窗片相對;所述吹掃窗片、隔離窗片與內管之間密封有對測量無影響的氣體。作為優選,在所述連接模塊內設置擋板或兩端開口的導氣管;所述擋板或導氣管將連接模塊內與外界相連通的空間分成兩部分,該兩部分空間形成氣體通道。作為優選,所述導氣管設置在所述連接模塊或內管內的側部。進一步,所述導氣管或擋板面對吹掃窗片的一端與所述吹掃窗片的距離不大于所述連接模塊長度的一半。作為優選,在所述連接模塊內壁設置通孔,所述通孔與連接模塊的內部空間及設置在連接模塊上的導氣口相連通,形成氣體通道。進一步,所述通孔與連接模塊的通氣點與所述吹掃窗片的距離不大于所述連接模塊長度的一半。進一步,所述光發射模塊和光接收模塊安裝在管道上相對的兩端或同一端。本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果1、解決了測量死氣對測量結果的影響窗片將管道內的測量氣體與內管隔開,內管內吹入的吹掃氣體不能進入管道,同時,測量氣體也不能進入內管,這就解決了在不引入吹掃氣的情況下,在測量光程內不存在測量死氣,也就不存在測量死氣影響測量精度的問題;從而解決了測量死氣對測量精度的影響;2、解決了吹掃死氣對測量精度的影響在內管伸入至管道的一面設置吹掃窗片,內管過時在內管內會存在吹掃死氣,通過在內管內設置氣體通道,可以將吹掃死氣導出內管;或采用密封對測量無影響的氣體及設置氣體通道進行吹掃的方式,將所述內管內的氣體置換;上述兩種情況均會使連接模塊內無吹掃死氣,從而解決吹掃死氣對測量精度的影響。
圖1為實施例1中的在位式氣體分析系統的結構示意圖;圖2為實施例2中的在位式氣體分析系統的結構示意圖;圖3為實施例3中的在位式氣體分析系統的結構示意圖;圖4為實施例3中的內管與擋板的橫截面位置關系示意圖;圖5為實施例4中的在位式氣體分析系統的結構示意圖;圖6為實施例5中的在位式氣體分析系統的結構示意圖;圖7為實施例6中的在位式氣體分析系統的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1請參閱圖1,一種在位式氣體分析系統,包括光發射模塊、光接收模塊、連接模塊、 分析模塊、內管4及吹掃裝置;本實施例所述光發射端11和接收端12分別與儀器法蘭2相連,并通過焊接法蘭 3安裝在管道1上相對的兩端;所述光發射模塊設置在光發射端11上,所述光接收模塊和分析模塊設置在光接收端12上;所述光發射端和接收端分別通過連接模塊安裝在管道相對的兩端;也可以通過同一個連接模塊安裝在管道的一端,只要使光發射模塊發出的光經過管道內的氣體后能夠被光接收模塊接收即可;所述內管4穿過所述焊接法蘭3并伸入至管道1內,所述內管4緊貼焊接法蘭內壁,與焊接法蘭3之間無縫連接,;測量光從內管4的內部空間穿過;所述吹掃裝置包括吹掃窗片5、吹掃氣源10、流量控制模塊101及氣體通道;導氣管6、內管4、導氣口 60和導氣口 61共同形成所述氣體通道;所述吹掃氣源10提供潔凈氣體,對本實施例中在位式氣體分析系統所采用的測量波段內的光沒有吸收,本實施例使用純凈的工業氮氣;所述連接模塊上設置導氣口 60和導氣口 61,均設置在連接模塊的儀器法蘭2上;所述吹掃窗片5安裝于內管4伸入至管道1內的一端,所述吹掃窗片5對測量光透明;兩個吹掃窗片5之間的距離就是測量光程;吹掃窗片5將管道1內的被測氣體與連接模塊內的氣體即內管4內的氣體隔開, 內管4內吹入的吹掃氣不會進入管道1,同時,管道1內的被測氣體也不會進入內管;所述導氣管6穿過儀器法蘭2設置在內管4內的側部,所述導氣管6兩端開口,供吹掃氣體通過;所述導氣管6將所述內管4的內部空間分成相連通的兩部分,即導氣管6的內部空間al及導氣管6外內管4內的空間a2,所述空間al與空間a2相連通,空間al、空間a2、導氣口 60和導氣口 61形成了可供氣體流動的氣體通道;所述導氣管6面向吹掃窗片5的一端與所述吹掃窗片5的距離,不大于所述儀器法蘭2和焊接法蘭3長度之和、即連接模塊長度的一半;本實施例為八分之一;所述導氣管 6的另一端與導氣口 60相連;所述吹掃氣體的流動過程為流量控制模塊101控制吹掃氣源輸出的吹掃氣的流量;從吹掃氣源10輸出的吹掃氣從設置在連接模塊上的導氣口 61進入連接模塊并進入內管4,并通過導氣管6從導氣口 60排出,從而將連接模塊及內管4內的氣體置換成吹掃氣體;或氣路相反;從吹掃氣源10輸出的吹掃氣從導氣口 60進入導氣管6,吹掃氣從導氣管6進入內管4,并從設置在連接模塊上的導氣口 61排出,從而將連接模塊及內管4內的氣體置換成吹掃氣體。吹掃氣在導氣通道內流動,將連接模塊及內管4內的氣體置換成吹掃氣體;光發射模塊發出的光通過連接模塊、管道1,帶有管道1內氣體信息的光信號被光接收模塊接收,光接收模塊將所述 光信號轉換成電信號并將其傳遞給分析模塊,進而得到管道內氣體的信息,完成對管道內氣體的測量;此處導氣管6的引入使內管內的氣流形成明顯的壓力差,由于導氣管6面向吹掃窗片5的一端與所述吹掃窗片5的距離比較短,為所述內管4長度的五分之一,所以吹掃氣可以將連接模塊及內管4內的氣體完全置換成吹掃氣體;有效排除連接模塊及內管內的死氣;從而實現對測量氣體測量的準確性。實施例2請參閱圖2,一種在位式氣體分析系統,與實施例1中所述的在位式氣體分析系統不同的是1、所述在位式氣體分析系統還包括設置在管道1內的反射鏡M ;連接模塊僅有一塊,所述光發射模塊、光接收模塊和分析模塊均通過此同一塊連接模塊安裝在管道1的儀器安裝端13 ;光發射模塊發出的光經過管道1內的測量氣體被反射鏡M反射,并被光接收模塊接收;測量光程為所述吹掃窗片與反射鏡之間距離的兩倍。實施例3請參閱圖3,一種在位式氣體分析系統,與實施例1中所述的在位式氣體分析系統不同的是本實施例由擋板63、內管4、導氣口 60和導氣口 61形成的氣體通道;請參閱圖4,(內管結構橫截面圖)擋板63設置在所述內管4內避開測量光通過的位置,該擋板穿過內管4并與內管4的圓柱面及吹掃窗片5相接觸;所述擋板63將內管 4的內部空間分成空間bl和空間b2,該兩部分空間通過導氣口 62相連通;同時,空間bl與導氣口 61相連通,空間b2與設置在連接模塊的儀器法蘭上的導氣口 64相連通;測量光穿過空間bl ;導氣口 62設置在所述擋板63上;或導氣口 62為擋板63與吹掃窗片5之間形成的縫隙;本實施例導氣口 62設置在擋板63上與吹掃窗片5的距離為內管長度的十分之一處;本實施例吹掃氣的流動過程如下從吹掃氣源出來的吹掃氣從導氣口 61進入空間bl,并通過導氣口 62進入空間 b2,從導氣口 64排出;或氣路相反。實施例4請參閱圖5,一種在位式氣體分析系統,與實施例1中所述的在位式氣體分析系統不同的是1、在所述連接模塊31內壁設置通孔Cl,并通過導氣孔65與內管41相連通;所述通孔cl與內管41的內部空間c2相連通,形成氣體通道;本實施例導氣口 65與吹掃窗片5 的距離為內管長度的七分之一;所述導氣通道cl與設置在連接模塊儀器法蘭2上的導氣口 66相連通。本實施例吹掃氣的流動過程如下從吹掃氣源輸出的吹掃氣從導氣口 61進入內管41的內部空間c2,并通過導氣口 65進入通孔cl,并從導氣口 66排出;或氣路相反。[0079]實施例5請參閱圖6,一種在位式氣體分析系統,與實施例1中所述的在位式氣體分析系統不同的是1、本實施例的在位式氣體分析系統還包括隔離窗片7 ;所述隔離窗片7的安裝位置與實施例1中的吹掃窗片5的安裝位置相同;2、本實施例的吹掃窗片51設置在連接模塊內與隔離窗片7相對的位置;可以在內管內,或在內管與隔離窗片7的相對的另一端,或在內管外連接模塊內,只要所述吹掃窗片 51、隔離窗片7與內管或與連接模塊的配合,能夠在連接模塊內能夠形成封閉區域即可;本實施例中,吹掃窗片51設置在內管與隔離窗片7相對的另一端,吹掃窗片51、隔離窗片7和內管4形成封閉區域8 ;在封閉區域8內密封對測量無影響的氣體,本實施例為高純氮氣;所述吹掃窗片51和隔離窗片7均對測量光透明;
3、導氣管6穿過儀器法蘭2,伸入至連接模塊內,所述導氣管6面向吹掃窗片51的一端與所述吹掃窗片51的距離,為內管4長度的二十分之一;所述導氣管6的另一端與導氣口 60相連。本實施例吹掃氣的流動過程如下從吹掃氣源出來的吹掃氣從導氣口 61進入至吹掃窗片51,并通過導氣管6從導氣口 60排出;或氣路相反。實施例6請參閱圖7,一種在位式氣體分析系統,與實施例1中所述的在位式氣體分析系統不同的是本實施例的在位式氣體分析系統不包括內管;吹掃窗片50設置在連接模塊的焊接法蘭3面對管道1的一面,將管道1內的被測氣體與連接模塊內的氣體隔開,吹入連接模塊內的吹掃氣不會進入管道1,同時,管道1內的被測氣體也不會進入連接模塊;所述導氣管67穿過儀器法蘭2設置在焊接法蘭3內的側部,所述導氣管67兩端開口,供吹掃氣體通過;所述導氣管67將所述連接模塊的內部空間分成相連通的兩部分, 即導氣管67的內部空間dl及導氣管67外連接模塊內的空間d2,所述空間dl與空間d2相連通,空間dl、空間d2、導氣口 60和導氣口 61形成了可供氣體流動的氣體通道;所述導氣管67面向吹掃窗片50的一端與所述吹掃窗片50的距離,不大于所述連接模塊焊接法蘭3長度的一半;本實施例為五分之一;所述導氣管67的另一端與導氣口 60 相連。所述吹掃氣體的流動過程為流量控制模塊101控制吹掃氣源輸出的吹掃氣的流量;從吹掃氣源10輸出的吹掃氣從設置在連接模塊上的導氣口 61進入連接模塊,并通過導氣管67從導氣口 60排出,從而將連接模塊內的氣體置換成吹掃氣體。上述實施方式不應理解為對本實用新型保護范圍的限制。本實用新型的關鍵是在連接模塊面向管道的一端設置對測量光透明的窗片,將管道內的氣體和通入連接模塊的吹掃氣體隔開;同時吹掃氣通過設置在連接模塊內的氣體通道,置換連接模塊內的氣體;消除了除測量光程外的光路中的氣體對測量產生的影響。在不脫離本實用新型精神的情況下,對本實用新型做出的任何形式的改變均應 落入本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種在位式氣體分析系統,包括光發射模塊、光接收模塊、連接模塊、分析模塊;所述光發射模塊和光接收模塊通過連接模塊安裝在管道上;所述光發射模塊發出的光經過管道內的測量氣體后被光接收模塊接收;所述光接收模塊與分析模塊相連;其特征在于所述系統還包括吹掃裝置;所述吹掃裝置具有吹掃窗片、氣體通道和吹掃氣源;所述吹掃窗片設置在所述連接模塊內,對測量光透明,用于隔離連接模塊和管道內的氣體;所述氣體通道與設置在連接模塊上的導氣口相連通;所述吹掃氣源輸出的吹掃氣通過氣體通道置換連接模塊內的氣體。
2.根據權利要求1所述的在位式氣體分析系統,其特征在于所述系統還包括內管,所述內管穿過所述連接模塊伸入至管道內部;所述吹掃窗片設置在所述內管內。
3.根據權利要求2所述的在位式氣體分析系統,其特征在于所述吹掃窗片設置在所述內管伸入管道的一端。
4.根據權利要求2所述的在位式氣體分析系統,其特征在于所述在位式氣體分析系統還包括隔離窗片,所述隔離窗片設置在所述內管伸入管道的一端,用于隔離內管及管道內的氣體;所述隔離窗片對測量光透明;所述吹掃窗片與所述隔離窗片相對;所述吹掃窗片、隔離窗片與內管之間密封有對測量無影響的氣體。
5.根據權利要求1 4任一所述的在位式氣體分析系統,其特征在于在所述連接模塊內設置擋板或兩端開口的導氣管;所述擋板或導氣管將連接模塊內與外界相連通的空間分成兩部分,該兩部分空間形成氣體通道。
6.根據權利要求5所述的在位式氣體分析系統,其特征在于所述導氣管設置在所述連接模塊或內管內的側部。
7.根據權利要求5所述的在位式氣體分析系統,其特征在于所述導氣管或擋板面對吹掃窗片的一端與所述吹掃窗片的距離不大于所述連接模塊長度的一半。
8.根據權利要求1或2所述的在位式氣體分析系統,其特征在于在所述連接模塊內壁設置通孔,所述通孔與連接模塊的內部空間及設置在連接模塊上的導氣口相連通,形成氣體通道。
9.根據權利要求8所述的在位式氣體分析系統,其特征在于所述通孔與連接模塊的通氣點與所述吹掃窗片的距離不大于所述連接模塊長度的一半。
10.根據權利要求1所述的在位式氣體分析系統,其特征在于所述光發射模塊和光接收模塊安裝在管道上相對的兩端或同一端。
專利摘要本實用新型涉及一種在位式氣體分析系統,包括光發射模塊、光接收模塊、連接模塊、分析模塊;所述光發射模塊和光接收模塊通過連接模塊安裝在管道上;所述光發射模塊發出的光經過管道內的測量氣體后被光接收模塊接收;所述光接收模塊與分析模塊相連;其特征在于所述系統還包括吹掃裝置;所述吹掃裝置具有吹掃窗片、氣體通道和吹掃氣源;所述吹掃窗片設置在所述連接模塊內,對測量光透明,用于隔離連接模塊和管道內的氣體;所述氣體通道與設置在連接模塊上的導氣口相連通;所述吹掃氣源輸出的吹掃氣通過氣體通道置換連接模塊內的氣體。該系統消除了測量光程外的光路中的氣體對測量產生的影響。
文檔編號G01N21/15GK202041461SQ20102069871
公開日2011年11月16日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者俞大海, 李愛萍, 馬海波 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司