專利名稱：在位式光電測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及管道內(nèi)的流體測量，特別涉及管道形變較大情況下的在位式光電
測量裝置。
背景技術(shù)：
如圖1所示，一種在位式光電測量裝置，光發(fā)射單元14和光接收單元15通過法蘭 等機(jī)械連接結(jié)構(gòu)固定地安裝在管道10的兩側(cè)；其中，光源設(shè)置在光發(fā)射單元14內(nèi)，探測器 設(shè)置在光接收單元15內(nèi)。光源發(fā)出的測量光束19被待測氣體吸收，之后被探測器接收，通 過分析單元分析待測氣體對(duì)測量光束19的吸收，從而得到待測氣體的濃度等參數(shù)。在上述測量裝置中，光源和探測器的體積都很小，光源的發(fā)光面和探測器的接收 面的面積都很小。因此，在正式測量前，需要精密地調(diào)校光發(fā)射單元、光接收單元以及機(jī)械 連接結(jié)構(gòu)，從而使得光源發(fā)出的非常細(xì)的光束能夠被探測器準(zhǔn)確接收。在脫硝等領(lǐng)域內(nèi)，管道在工作狀態(tài)下的溫度和在非工作狀態(tài)下的溫度差別很大， 如400K，這么大的溫差能引起管道的變形，從而使得光源、探測器的相對(duì)位置發(fā)生變化。還 有，在焦化等領(lǐng)域中，管道的直徑較大，如3m，管道的些許變形也能引起光源、探測器間相對(duì) 位置的較大變化。由于上述原因，使得在管道變形時(shí)，光源發(fā)出的光束難以被探測器接收，測量中 斷，如圖2所示。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型提供了一種在位式光電測量裝置， 使得在管道發(fā)生變形時(shí)，測量依然能正常進(jìn)行，并保持原有的測量精度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型分別采用如下技術(shù)方案一種在位式光電測量裝置，特點(diǎn)是所述裝置包括光發(fā)射單元；光接收單元；光發(fā)射單元通過機(jī)械結(jié)構(gòu)連接光接收單元，光發(fā)射單元通過所述機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝 在管道上的第一位置，光接收單元通過所述機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝在管道上的第二位置，光發(fā)射單 元和/或光接收單元與所述管道間是非固定連接，光發(fā)射單元和光接收單元間形成測量光 路，該測量光路處于所述機(jī)械結(jié)構(gòu)、管道內(nèi)；分析單元，用于分析管道內(nèi)流體對(duì)測量光的影響，從而得到流體的參數(shù)。作為優(yōu)選，在管道上的第一位置和/或第二位置處設(shè)置限位件，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)穿 過并能在限位件內(nèi)移動(dòng)。進(jìn)一步，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)包括第一內(nèi)管。進(jìn)一步，所述第一內(nèi)管至少包括一個(gè)沿管道內(nèi)氣流方向的投影覆蓋或部分覆蓋管 道內(nèi)的測量光束的擋體。[0016]進(jìn)一步，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)還包括與第一內(nèi)管連接的第二內(nèi)管。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型有如下有益效果本實(shí)用新型設(shè)置了活動(dòng)連接的安裝方式，使得在管道發(fā)生形變時(shí)，光發(fā)射單元和/ 或光接收單元與管道間也能有相對(duì)移動(dòng)，從而使光發(fā)射單元發(fā)出的測量光依然能夠被光接 收單元準(zhǔn)確接收，管道內(nèi)的測量光程也不變，從而保持了原有的測量精度。

[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中在位式光電測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0020]圖2是圖1中裝置在管道發(fā)生形變時(shí)的示意圖；[0021]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1中測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖4是第一內(nèi)管與管道的連接關(guān)系示意圖；[0023]圖5是第二內(nèi)管與管道的連接關(guān)系示意圖；[0024]圖6是圖5的三維剖視圖；[0025]圖7是限位件的結(jié)構(gòu)示意圖；[0026]圖8是擋體的結(jié)構(gòu)示意圖；[0027]圖9是圖8的俯視圖；[0028]圖10是圖8的A-A視圖；[0029]圖11是仿真的過程氣體中的顆粒物在圖8擋體作用下的分布區(qū)域圖[0030]圖12是管道發(fā)生形變時(shí)圖3中裝置的示意圖；[0031]圖13是本實(shí)用新型實(shí)施例2中測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0032]圖14是管道發(fā)生形變時(shí)圖13中裝置的示意圖；[0033]圖15是本實(shí)用新型實(shí)施例3中測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0034]圖16是管道發(fā)生形變時(shí)圖15中裝置的示意圖；[0035]圖17是本實(shí)用新型實(shí)施例4中測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0036]圖18是管道發(fā)生形變時(shí)圖17中裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1 如圖3所示，一種管道內(nèi)氨氣的在位測量裝置，應(yīng)用在脫硝領(lǐng)域中。所述管道在工 作狀態(tài)時(shí)的溫度超過800K，非工作狀態(tài)時(shí)的溫度則為300K左右，這么大的溫度變化會(huì)引起 管道的變形。所述測量裝置包括光發(fā)射單元11，包括激光器以及驅(qū)動(dòng)模塊，所述激光器的輸出光頻率包括對(duì)應(yīng)于 氨氣的吸收譜線的頻率。在驅(qū)動(dòng)模塊工作下，激光器的輸出光頻率可掃過吸收譜線。光接收單元12，包括探測器，探測器的選擇是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。分析單元，用于根據(jù)探測器送來的信號(hào)分析在吸收譜線I處測量光的衰減，從而 得出管道1內(nèi)氨氣的含量。如圖4-圖7所示，光發(fā)射單元11和光接收單元12通過機(jī)械結(jié)構(gòu)連接在一起，機(jī) 械結(jié)構(gòu)包括連接在一起的第一內(nèi)管21、第二內(nèi)管22。光發(fā)射單元11通過第一內(nèi)管21安裝
4在管道1上的第一位置，在第一位置處焊接有第一限位座41，使得第一內(nèi)管21能夠在第一 限位座41內(nèi)移動(dòng)，第一限位座41內(nèi)填充石棉等密封材料。第一內(nèi)管21包括一個(gè)沿管道1 內(nèi)氣流方向的投影覆蓋管道內(nèi)的測量光束的擋體63。光接收單元12通過第二內(nèi)管22安裝 在管道1上的第二位置處，第二位置處焊接有第二限位座31，使得第二內(nèi)管22能夠在第二 限位座31內(nèi)移動(dòng)，第二限位座31內(nèi)填充石棉等密封材料。第一限位座41上設(shè)有端蓋43， 第二限位座31上設(shè)有端蓋33。通過以上安裝，使得光發(fā)射單元11和光接收單元12能夠與 管道1發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。如圖8-圖11所示，擋體63用于在其下游形成顆粒物密度相對(duì)較小的氣流區(qū)域， 從而提高穿過該區(qū)域的測量光束16的透光率，同時(shí)該區(qū)域內(nèi)的氣體也會(huì)被過程氣體不斷 地置換掉；擋體63的兩側(cè)開有缺口 62，便于從第一內(nèi)管21、第二內(nèi)管22出來的吹掃氣體被 過程氣流帶走，保證兩個(gè)缺口之間是測量光程。本實(shí)施例還揭示了一種氨氣的在位測量方法，用于管道內(nèi)氨氣的濃度，所述測量 方法具體為選擇氨氣的吸收譜線，使得在驅(qū)動(dòng)模塊作用下，激光器的輸出光頻率可掃過上述 吸收譜線；提供上述測量裝置，并安裝在管道上；在測量狀態(tài)下如圖8-圖11所示，擋體63用于在其下游形成顆粒物密度相對(duì)較小的氣流區(qū)域， 從而提高穿過該區(qū)域的測量光束的透光率，同時(shí)該區(qū)域內(nèi)的氣體也會(huì)被過程氣體不斷地置 換掉；擋體63的兩側(cè)開有缺口 62，便于從第一內(nèi)管21、第二內(nèi)管22出來的吹掃氣體被過程 氣流帶走，保證兩個(gè)缺口之間是測量光程。在驅(qū)動(dòng)模塊作用下，激光器發(fā)出的測量光頻率被調(diào)諧到吸收譜線I處，測量光穿 過機(jī)械結(jié)構(gòu)、管道1，之后被探測器接收，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；分析單元根據(jù)探測器送來的信號(hào)，得到測量光在吸收譜線處的衰減，分析衰減后 得到管道1內(nèi)氨氣的濃度；在上述測量過程中，管道1會(huì)發(fā)生形變，使得管道上第一位置和第二位置發(fā)生相 對(duì)移動(dòng)，如圖12所示。但由于上述光發(fā)射單元11、光接收單元12與管道1的非固定安裝 方式，使得連接光發(fā)射單元11、光接收單元12的機(jī)械結(jié)構(gòu)能夠在第一限位座41、第二限位 座31內(nèi)移動(dòng)，使得光發(fā)射單元11發(fā)出的測量光依然能夠被光接收單元12準(zhǔn)確接收，測量 正常進(jìn)行。實(shí)施例2 如圖13所示，一種氧氣的測量裝置，與實(shí)施例1不同的是僅設(shè)置一個(gè)內(nèi)管23，內(nèi)管23的兩端分別連接光發(fā)射單元11、光接收單元12。其 中，內(nèi)管23與光發(fā)射單元11的連接處位于第一限位座41內(nèi)，內(nèi)管23與光接收單元12的 連接處位于第二限位座31內(nèi)。本實(shí)施例還揭示了一種氧氣的測量方法，與實(shí)施例1不同的是1、僅設(shè)置一個(gè)內(nèi)管23，內(nèi)管23的兩端分別連接光發(fā)射單元11、光接收單元12。其 中，內(nèi)管23與光發(fā)射單元11的連接處位于第一限位座41內(nèi)，內(nèi)管23與光接收單元12的 連接處位于第二限位座31內(nèi)。[0058]2、如圖14所示，在管道發(fā)生形變時(shí)，內(nèi)管23在第一限位座41、第二限位座31內(nèi)移 動(dòng)，使得光發(fā)射單元11發(fā)出的測量光依然能夠被光接收單元12準(zhǔn)確接收，測量正常進(jìn)行。實(shí)施例3 如圖15所示，一種氧氣的測量裝置，與實(shí)施例1不同的是不再設(shè)置第二限位座，第二內(nèi)管22是固定安裝在管道上。本實(shí)施例還揭示了一種氧氣的測量方法，與實(shí)施例1不同的是1、不再設(shè)置第二限位座，第二內(nèi)管22是固定安裝在管道上。2、如圖16所示，在管道發(fā)生形變時(shí)，第二內(nèi)管22、光接收單元12隨管道發(fā)生移動(dòng)， 但連接第二內(nèi)管22的第一內(nèi)管21在第一限位座41內(nèi)發(fā)生移動(dòng)，使得光發(fā)射單元11發(fā)出 的測量光依然能夠被光接收單元12準(zhǔn)確接收，測量正常進(jìn)行。實(shí)施例4 如圖17所示，一種氧氣的測量裝置，與實(shí)施例1不同的是1、不再設(shè)置第一限位座；2、僅設(shè)置一個(gè)內(nèi)管23，內(nèi)管23的兩端分別連接光發(fā)射單元11、光接收單元12。其 中，內(nèi)管23與光接收單元12的連接處位于第二限位座31內(nèi)。本實(shí)施例還揭示了一種氧氣的測量方法，與實(shí)施例1不同的是1、不再設(shè)置第一限位座；2、僅設(shè)置一個(gè)內(nèi)管23，內(nèi)管23的兩端分別連接光發(fā)射單元11、光接收單元12。其 中，內(nèi)管23與光接收單元12的連接處位于第二限位座31內(nèi)。3、如圖18所示，在管道發(fā)生形變時(shí)，內(nèi)管23的一端隨管道發(fā)生移動(dòng)，另一端在第 二限位座31內(nèi)移動(dòng)，使得光發(fā)射單元11發(fā)出的測量光依然能夠被光接收單元12準(zhǔn)確接 收，測量正常進(jìn)行。上述實(shí)施方式不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。本實(shí)用新型的關(guān)鍵是 光發(fā)射單元、光接收單元通過機(jī)械結(jié)構(gòu)連接在一起，機(jī)械結(jié)構(gòu)與管道間是非固定連接；當(dāng)管 道發(fā)生形變時(shí)，光發(fā)射單元和/或光接收單元與管道間有相對(duì)移動(dòng)，從而保證了光發(fā)射單 元發(fā)出的測量光依然能夠被光接收單元準(zhǔn)確接收。在不脫離本實(shí)用新型精神的情況下，對(duì) 本實(shí)用新型做出的任何形式的改變均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求在位式光電測量裝置，其特征在于所述裝置包括光發(fā)射單元；光接收單元；光發(fā)射單元通過機(jī)械結(jié)構(gòu)連接光接收單元，光發(fā)射單元通過所述機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝在管道上的第一位置，光接收單元通過所述機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝在管道上的第二位置，光發(fā)射單元和/或光接收單元與所述管道間是非固定連接，光發(fā)射單元和光接收單元間形成測量光路，該測量光路處于所述機(jī)械結(jié)構(gòu)、管道內(nèi)；分析單元，用于分析管道內(nèi)流體對(duì)測量光的影響，從而得到流體的參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量裝置，其特征在于在管道上的第一位置和/或第二位 置處設(shè)置限位件，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)穿過并能在限位件內(nèi)移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測量裝置，其特征在于所述機(jī)械結(jié)構(gòu)包括第一內(nèi)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量裝置，其特征在于所述第一內(nèi)管至少包括一個(gè)沿管道 內(nèi)氣流方向的投影覆蓋或部分覆蓋管道內(nèi)的測量光束的擋體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量裝置，其特征在于所述機(jī)械結(jié)構(gòu)還包括與第一內(nèi)管連 接的第二內(nèi)管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及在位式光電分析裝置，特點(diǎn)是光發(fā)射單元通過機(jī)械結(jié)構(gòu)連接光接收單元，光發(fā)射單元通過所述機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝在管道上的第一位置，光接收單元通過所述機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝在管道上的第二位置，光發(fā)射單元和/或光接收單元與所述管道間是非固定連接；所述光發(fā)射單元和光接收單元間形成測量光路，該測量光路處于所述機(jī)械結(jié)構(gòu)、管道內(nèi)；分析管道內(nèi)被測流體對(duì)測量光的影響，得到被測流體的參數(shù)；所述管道發(fā)生形變時(shí)，管道上的第一位置和第二位置發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，所述光發(fā)射單元和/或光接收單元與管道間有相對(duì)移動(dòng)，光發(fā)射單元發(fā)出的測量光依然能夠被光接收單元接收。在管道發(fā)生形變的情況下，本實(shí)用新型能夠保證測量正常進(jìn)行，并保持原有的測量精度。
文檔編號(hào)G01N21/31GK201653898SQ20102011276
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者曹志峰, 王健, 趙駿, 陳英斌, 馬海波 申請(qǐng)人:聚光科技(杭州)股份有限公司