專利名稱：在位式氣體測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及氣體分析，特別涉及在位式氣體測量裝置。
背景技術(shù)：
在冶金、化工、水泥、發(fā)電等領(lǐng)域中，廣泛使用在位式氣體測量裝置分析過程管道內(nèi)的氣體濃度等參數(shù)，測得的氣體參數(shù)對優(yōu)化生產(chǎn)エ藝、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源氣、減少污染物排放等都有重要意義。圖I示意性地給出了現(xiàn)有技術(shù)中常用的在位式氣體測量裝置的基本結(jié)構(gòu)圖，如圖I所示，光發(fā)射單元14和光接收單元15設(shè)置在過程管道10的兩側(cè)，同時通過窗ロ片16、17 隔離待測氣體11 ;其中，光源2設(shè)置在光發(fā)射單元14內(nèi)，探測器20設(shè)置在光接收單元15內(nèi)。光源2發(fā)出的測量光束19被待測氣體11吸收，通過分析単元30分析測量光束19的透過率，從而得到待測氣體11的濃度等參數(shù)。當待測氣體11中的顆粒物較多時，顆粒物會粘附在所述窗ロ片16、17上，大大降低了測量光束19的透過率，甚至會使透光率為零，嚴重影響了測量精度，甚至使測量無法進行。為了排除上述不利影響，該測量裝置還配置了吹掃單元21，往所述光發(fā)射單元14和光接收單元15內(nèi)充入吹掃氣體22，并向所述窗ロ片16、17鄰近待測氣體11的一側(cè)充入吹掃氣體22，從而使待測氣體11中的顆粒物無法污染所述窗ロ片16、17，上述措施大大提高了測量精度，也提高了測量的可持續(xù)性。上述技術(shù)方案解決了管道內(nèi)待測氣體污染窗ロ片的問題，但隨之帶來ー些不足，如測量光程變化大，測量誤差大。測量光程是處于光源和探測器之間的且管道內(nèi)待測氣體流過的光路的長度，該光程受到了待測氣體流速、吹掃氣體流速的影響，如當待測氣體流速變大時，測量光程變大；當吹掃氣體流速變大時，測量光程變小。而過程管道內(nèi)待測氣體的流速一般不固定，變化的流速帶來了測量光程的不斷變化，從而帶來了較大的測
量誤差。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實用新型提供了一種測量誤差小的在位式氣體測量裝置。本實用新型的目的還通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)ー種在位式氣體測量裝置，包括光源、探測器、窗ロ片、分析單元以及吹掃單元；所述測量裝置進ー步包括 氣體接ロ，所述氣體接ロ設(shè)置在所述吹掃単元提供的第一氣體排入管道處，用于使第二氣體通過該接ロ并沿著所述管道內(nèi)過程氣體的流向排入所述管道，從而形成隔斷所述第一氣體和過程氣體的氣體墻；[0012]氣體提供単元，所述氣體提供単元用于提供所述第二氣體；氣體通道，所述氣體通道連通所述氣體提供単元和所述接ロ。根據(jù)上述的氣體測量裝置，可選地，所述測量裝置進ー步包括用于通過測量光束和第一氣體的內(nèi)管，所述接ロ設(shè)置在所述內(nèi)管深入到管道的端部。根據(jù)上述的氣體測量裝置，可選地，所述氣體通道設(shè)置在所述內(nèi)管的外部。根據(jù)上述的氣體測量裝置，優(yōu)選地，所述接ロ的寬度處于[0. lmm, I. Omm]。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有如下有益效果 測量光程穩(wěn)定，測量誤差小。利用氣體形成了隔斷吹掃氣體、待測氣體的氣體墻，使得氣體墻之間的光路路徑為測量光程，不再受吹掃氣體、待測氣體流速的影響。

參照附圖，本實用新型的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是這些附圖僅僅用于舉例說明本實用新型的技術(shù)方案，而并非意在對本實用新型的保護范圍構(gòu)成限制。圖中圖I是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中在位式氣體測量裝置的基本結(jié)構(gòu)圖；圖2是根據(jù)實施例I的氣體測量裝置的基本結(jié)構(gòu)圖；圖3是根據(jù)實施例2中氣體測量裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
圖2-8和以下說明描述了本實用新型的可選實施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實施和再現(xiàn)本實用新型。為了教導(dǎo)本實用新型技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本實用新型的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本實用新型的多個變型。由此，本實用新型并不局限于下述可選實施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。實施例I :圖2示意性地給出了本實用新型實施例的在位式氣體測量裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，所述氣體測量裝置包括激光器及驅(qū)動電路2、探測器20、分析単元30和吹掃單元21。測量通道上設(shè)有窗ロ片16、17，用于隔離過程氣體11。氣體接ロ 23、24，所述氣體接ロ 23、24分別設(shè)置在所述吹掃單元21提供的第一氣體排入管道10處，用于使第二氣體通過該接ロ并沿著所述管道內(nèi)過程氣體11的流向排入所述管道，從而形成隔斷所述第一氣體和過程氣體的氣體墻，保持了兩個氣體墻之間的測量光程的穩(wěn)定；優(yōu)選地，所述氣體接ロ的寬度處于[0. lmm, I. Omm]。氣體提供単元22，所述氣體提供単元22用于提供所述第二氣體；氣體通道，所述氣體通道用于連通所述氣體提供単元22和所述氣體接ロ 23、24。本實施例還掲示了ー種在位式氣體測量方法，用于測量管道10內(nèi)過程氣體11中待測氣體的濃度，所述方法包括以下步驟a、吹掃單元21向光源2和探測器20之間的光學(xué)窗ロ 16、17的臨著管道內(nèi)過程氣體11的一側(cè)通入第一氣體，在所述第一氣體排入所述管道10處設(shè)置氣體接ロ 23、24，氣體提供単元22向所述接ロ 23、24處通入第二氣體，所述第二氣體沿著所述管道內(nèi)過程氣體11的流向排入所述管道10，從而形成隔斷所述第一氣體和過程氣體的氣體墻，保持了測量光程的穩(wěn)定；根據(jù)上述的氣體測量方法，優(yōu)選地，所述氣體接ロ的寬度處于[0. lmm, I. Omm]。根據(jù)上述的氣體測量方法，優(yōu)選地，所述第二氣體通過接ロ的速度不小于所述第一氣體的流速的60倍。根據(jù)上述的氣體測量方法，優(yōu)選地，所述第二氣體通過接ロ的速度處于[30m/s，150m/s]。根據(jù)上述的氣體測量方法，優(yōu)選地，所述管道內(nèi)過程氣體的流速小于25m/s。b、光源2發(fā)出的測量光19穿過所述光學(xué)窗ロ 16、17、第一氣體、第二氣體及管道內(nèi)
的過程氣體11，之后被所述探測器20接收，探測器20的輸出信號傳送到分析単元；C、分析単元30利用光譜技術(shù)處理所述探測器20傳送來的信號，從而獲知所述管道10內(nèi)過程氣體11中待測氣體的濃度。根據(jù)上述的氣體測量方法，可選地，所述第二氣體通過接ロ的速度在所述管道內(nèi)過程氣體的流向上具有分量。根據(jù)上述的氣體測量方法，可選地，所述第ー氣體、第二氣體中含有已知濃度的待測氣體或不含待測氣體。實施例2 圖3示意性地給出了本實用新型實施例的在位式氣體測量裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，所述氣體測量裝置與實施例I不同的是所述測量裝置進ー步包括用于通過測量光束19和第一氣體的內(nèi)管，所述氣體接ロ 23、24設(shè)置在所述內(nèi)管深入到管道的端部?？蛇x地，氣體通道設(shè)置在所述內(nèi)管的外部。實施例3 根據(jù)實施例2的測量裝置和方法在天然氣管道內(nèi)硫化氫檢測中的應(yīng)用例。在該應(yīng)用例中，光源采用VCSEL激光器，發(fā)射的波長中含有對應(yīng)于硫化氫的吸收光譜譜線1588nm,所述第一氣體的流速為2m/s,管道內(nèi)過程氣體的流速為0. lm/s,氣體接ロ的寬度為0. 2mm,通過氣體接ロ的第二氣體的流速為120m/s，此時第二氣體形成了隔斷第一氣體和過程氣體的氣體墻，兩個氣體墻之間為測量光程，保證了測量光程的穩(wěn)定，從而減小了測量誤差。實施例4 根據(jù)實施例2的測量裝置和方法在天然氣管道內(nèi)硫化氫檢測中的應(yīng)用例。在該應(yīng)用例中，光源采用VCSEL激光器，發(fā)射的波長中含有對應(yīng)于硫化氫的吸收光譜譜線1588nm,所述第一氣體的流速為2m/s,管道內(nèi)過程氣體的流速為0. lm/s,氣體接ロ的寬度為0. 4mm,通過氣體接ロ的第二氣體的流速為100m/S，此時第二氣體形成了隔斷第一氣體和過程氣體的氣體墻，兩個氣體墻之間為測量光程，保證了測量光程的穩(wěn)定，從而減小了測量誤差。實施例5 根據(jù)實施例2的測量裝置和方法在天然氣管道內(nèi)硫化氫檢測中的應(yīng)用例。在該應(yīng)用例中，光源采用VCSEL激光器，發(fā)射的波長中含有對應(yīng)于硫化氫的吸收光譜譜線1588nm,所述第一氣體的流速為2m/s,管道內(nèi)過程氣體的流速為0. lm/s,氣體接ロ的寬度為0. 6mm,通過氣體接ロ的第二氣體的流速為60m/s，此時第二氣體形成了隔斷第一氣體和過程氣體的氣體墻，兩個氣體墻之間為測量光程，保證了測量光程的穩(wěn)定，從而減小了測量誤差。實施例6 根據(jù)實施例2的測量裝置和方法在天然氣管道內(nèi)硫化氫檢測中的應(yīng)用例。在該應(yīng)用例中，光源采用VCSEL激光器，發(fā)射的波長中含有對應(yīng)于硫化氫的吸收光譜譜線1588nm，所述第一氣體的流速為2m/s，管道內(nèi)過程氣體的流速為20m/s，氣體接ロ的寬度為0. 2mm,通過氣體接ロ的第二氣體的流速為120m/s，此時第二氣體形成了隔斷第一氣體和過程氣體的氣體墻，兩個氣體墻之間為測量光程，保證了測量光程的穩(wěn)定，從而減小了測量誤差。實施例7 根據(jù)實施例2的測量裝置和方法在天然氣管道內(nèi)硫化氫檢測中的應(yīng)用例。在該應(yīng)用例中，光源采用VCSEL激光器，發(fā)射的波長中含有對應(yīng)于硫化氫的吸收光譜譜線1588nm,所述第一氣體的流速為lm/s,管道內(nèi)過程氣體的流速為0. lm/s,氣體接ロ的寬度為0. 2mm，通過氣體接ロ的第二氣體的流速為60m/s，此時第二氣體形成了隔斷第一氣體和過程氣體的氣體墻，兩個氣體墻之間為測量光程，保證了測量光程的穩(wěn)定，從而減小了測量誤差。
權(quán)利要求1.ー種在位式氣體測量裝置，包括光源、探測器、窗ロ片、分析單元以及吹掃單元；其特征在于所述測量裝置進ー步包括 氣體接ロ，所述氣體接ロ設(shè)置在所述吹掃単元提供的第一氣體排入管道處，用于使第ニ氣體通過該接ロ并沿著所述管道內(nèi)過程氣體的流向排入所述管道，從而形成隔斷所述第一氣體和過程氣體的氣體墻； 氣體提供単元，所述氣體提供単元用于提供所述第二氣體； 氣體通道，所述氣體通道連通所述氣體提供単元和所述接ロ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體測量裝置，其特征在于所述測量裝置進ー步包括用于通過測量光束和第一氣體的內(nèi)管，所述接ロ設(shè)置在所述內(nèi)管深入到管道的端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體測量裝置，其特征在于所述氣體通道設(shè)置在所述內(nèi)管 的外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體測量裝置，其特征在于所述接ロ的寬度處于[0.Imm,I. 0mm」。
專利摘要本實用新型提供了一種在位式氣體測量裝置，包括光源、探測器、窗口片、分析單元以及吹掃單元；所述測量裝置還包括氣體接口，所述氣體接口設(shè)置在所述吹掃單元提供的第一氣體排入管道處，用于使第二氣體通過該接口并沿著所述管道內(nèi)過程氣體的流向排入所述管道，從而形成隔斷所述第一氣體和過程氣體的氣體墻；氣體提供單元，所述氣體提供單元用于提供所述第二氣體；氣體通道，所述氣體通道連通所述氣體提供單元和所述接口。本實用新型具有測量光程穩(wěn)定、測量誤差小等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用在冶金、化工、水泥、環(huán)保等領(lǐng)域中。
文檔編號G01N21/35GK202404021SQ20112057765
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者俞大海, 張飛, 陳立波, 馬海波 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司