气体分析装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有通过光学测定系统测定在配管内流动的试样气体的浓度的气体分析用探测器的气体分析装置，其抑制热透镜效应现象的影响，提高测定精度。气体分析装置（1）包括：用于将在配管内流动的试样气体导入内部中空的规定测定区域的、与配管内的试样气体的流路交叉配置的探测管(11)；分别向探测管(11)的测定区域照射测定光、接收通过了测定区域内的试样气体的测定光的发光部(15)和受光部(16)；为了向这些光学系统构件与测定区域之间的区域提供吹扫气体而配置于探测管(11)内的、与探测管(11)的内壁面隔开间隙地配置的吹扫气体提供管(26)。

【技术实现步骤摘要】
气体分析装置
本专利技术涉及气体分析装置，尤其涉及在配管内流动试样气体中对测定光进行投光受光，分析规定成分的浓度的气体分析装置。
技术介绍
在从燃烧煤或重质油的蒸汽发生器排出的燃烧排气中，包括硫黄氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)等成分。作为用于分析包含于气体中的各成分的含有量的气体分析装置，有例如如下装置：与配管中的气体流路交叉地配置探测器，使从光源向气体出射的测定光由配置在探测器的顶端部的反射器反射，基于被反射的测定光的信息分析试样气体的成分浓度的装置（例如，参照美国专利第5781306号说明书）。图14是示意性显示以往的气体分析装置所用的探测器的截面图。图14所示的探测器A包括，内部可通过测定光的中空的管状的探测管B，该探测管B与烟道C内的气体流路交叉地安装于配管侧壁D。配管侧壁D包括用于安装探测器A的安装部E，通过凸缘F探测器A被安装于安装部E。探测器A的基端部设有向探测管B内出射测定光的发光部G、和接收反射光的受光部H，探测器A的端部设有将来自发光部G的测定光反射到受光部H侧的反射器I。采用这样的探测器A的气体分析装置中，能够将烟道C中的气体导入探测管B内，从发光部G出射并由反射器I反射的测定光由受光部G受光，根据该测定光的特性分析气体中的各成分。将在烟道C中流动的试样气体导入探测管B内时，试样气体通过探测管B到达发光部G、受光部H、反射器I等光学系统构件，这些光学系统构件暴露于高温的试样气体，有粉尘造成的污染或腐蚀等导致的劣化的担心。因此，为了防止光学系统构件暴露于高温的试样气体，在探测器A设置吹扫气体提供部J，向发光部G、受光部H与探测管B的测定区域之间提供吹扫气体。又，可以构成为：通过配置于探测管B内的吹扫气体提供管(图未示)，向探测管B的顶端部提供吹扫气体，防止反射器I暴露于试样气体。这样的探测器A的构造中，有可能产生在探测管B和安装部E之间产生与烟道C直接连通的间隙K。烟道C中流动的气体为燃烧排气时，其温度为100℃～400℃，气体流速为5m/sec～25m/sec。因此，烟道C内流动的气体的一部分流入间隙K时，通过以外界气温被导入到探测管B的吹扫气体，使其在间隙内被冷却，结果，在间隙附近的上游侧的气体温度与下游侧的气体温度产生温差。这样，一旦周围的气体温度产生不均匀，与之对应地，探测管B的温度也变得不均匀，尤其是，在测定光通过内部中空的光学系统的探测器中，可能产生热透镜效应现象。这样，由于热透镜效应现象的影响，会产生测定光轴摆动、偏移等问题，受光部中的受光状态变得不稳定，导致测定精度恶化的问题。又，在温度分布不均匀的状态下，即使光学测定系统的光轴调整在探测器设置之后立即进行，也可能产生偏差，因此需要等到温度稳定之后再进行光轴调整。进一步的，在预先设有安装部E的配管侧壁D安装不同形状·尺寸的探测器时，需要配合探测器的外形变更安装部E的形状，有增加工时和费用的问题。为了避免光学测定系统的温度分布不均匀，考虑采用加热器和温度控制系统，要求确保安全性的系统构建，从而导致费用的上升和装置的大型化。又，探测管B的基端部由多个部件构成，其内径并非均一。由此，向探测管B的内部提供吹扫气体时，探测管B内的吹扫气体中产生乱流，测定光的光路可能产生温度差。探测管B内存在温度差时，由于热透镜效应现象的影响，作为测定光的激光束摆动，产生光轴偏离等问题，受光部中的受光状态变得不稳定，有测定精度恶化的问题。又，在对探测管B的顶端部提供吹扫气体时，由于在吹扫气体提供管的配置位置产生探测管B内的温度差，使得由于热透镜效应现象的影响，可能导致无法获得高的测定精度。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的课题为，在通过光学测定系统测定配管内流动气体浓度的气体分析装置中，防止基于温度分布的不均匀的热透镜效应现象的发生，提高测定精度。解决问题的手段下面，对多个实施方式作为解决问题的手段进行说明。这些实施方式根据需要可进行任意组合。本专利技术的一方面涉及的气体分析装置包括：管状构件、光学系统构件、吹扫气体提供部、遮蔽板。管状构件包括向在配管内流动的试样气体的规定测定区域投射测定光和/或接收来自测定区域的测定光的光路，贯通配管侧壁地被安装。光学系统构件对测定区域内的试样气体投射测定光和/或接收来自测定区域的测定光。吹扫气体提供部向位于测定光的光路上的、位于光学系统构件和测定区域之间的区域提供吹扫气体。遮蔽板在抑制试样气体流入管状构件和配管侧壁的间隙的位置设置有一个或多个。该气体分析装置中，通过设置遮蔽板，试样气体难以流入到位于配管侧壁内的管状构件的周围。因此，不需要另外设置加热器或温度控制系统等功能部，可使构成于管状构件内测定光的光路上的温度分布不会发生激烈的变化，由此可防止热透镜效应现象导致的测定精度的降低。配管侧壁包括，配置于管状构件的周围的、与管状构件的外周面之间形成间隙的筒状内壁面，一个或多个遮蔽板可固定于管状构件。该气体分析装置中，遮蔽板固定于管状构件，遮蔽板与管状构件的移动一起移动。因此，遮蔽板的设置和拆除不需要特别的作业和构造。气体分析装置还包括安装于配管侧壁、内周面与管状构件的外周面之间形成间隙的安装辅助构件，一个或多个遮蔽板可固定于安装辅助构件的内周面。这种情况下，对应于管状构件的外径设于安装辅助构件的遮蔽板的形状或尺寸能够预先进行设计，不管配管侧壁的状态，可防止试样气体流入管状构件的位于配管侧壁内的外周面。因此，安装作业变得简单，能够省略初期工时。多个遮蔽板可在管状构件的轴向隔开间隙地配置。该气体分析装置中，由于多个遮蔽板在管状构件的轴向隔开间隙地配置，因此试样气体难以流入位于配管侧壁内的管状构件的周围。吹扫气体提供部可包括，与管状构件的内壁面隔开第2间隙地配置在管状构件的内部的吹扫气体提供管，吹扫气体提供管具有中空部，该中空部包括：用于向光学系统构件和测定区域之间的区域提供吹扫气体的吹扫气体流路和测定光的光路。该气体分析装置中，吹扫气体提供管与管状构件的内壁面隔开第2间隙进行配置，因此通过吹扫气体提供管的吹扫气体可与外部空气隔热。又，管状构件由于包括：与用于安装于配管侧壁的凸缘接合的接合部、与用于导入吹扫气体的配管接合的接合部、与光学系统构件接合的接合部等，即使其内径不均匀，通过采用具有相对于光轴方向没有阶差的平滑的内径的吹扫气体提供管，吹扫气体不会产生乱流，由此可抑制热透镜效应现象的发生。吹扫气体提供管的内径可采用例如全长范围具有均等内径的结构。以上的结果是，不产生测定光的摆动、且通过光学系统构件进行气体分析处理的测定精度得到提高，进一步的，设置时的光轴调整等的初期设定可在短时间内容易地进行。气体分析装置可使在吹扫气体提供管的中空部流动的吹扫气体为层流。考虑在内部流动的吹扫气体的流速，通过确定吹扫气体提供管的直径，若使雷诺数变小的话，可避免吹扫气体产生乱流而导致温度分布的不均匀。例如，如前所述，通过采用全长范围具有均等内径的吹扫气体提供管，通过进一步地使得内部的吹扫气体为层流，可抑制外部导入的热引起的热透镜效应现象的发生所导致的测定光的摆动，从而提供测定精度。吹扫气体提供管的顶端最好配置于测定区域的端部附近。这种情况下，可防止导入测定区域的试样气体流入光学系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体分析装置(1,61,100,200,300)，其特征在于，包括：包括用于向在配管(50,80,150)内流动的试样气体(S)的规定的测定区域投射测定光和/或接收来自所述测定区域的测定光的光路、并贯通配管侧壁(51,81,151)地被安装的管状构件(11,66,76,117,134)；对所述测定区域内的试样气体(S)投射所述测定光和/或接收来自所述测定区域的测定光的光学系统构件(12,20,63,73,111,131)；用于向在所述测定光的光路上的、位于所述光学系统构件(12,20,63,73,111,131)和所述测定区域之间的区域提供吹扫气体(Pa)的吹扫气体提供部(22,23,68,78,118,101,121,123,137,139)；在抑制所述试样气体(S)向所述管状构件(11,66,76,117,134)与所述配管侧壁(51,81,151)的间隙(56,86,96,155,163,213)流入的位置设置的一个或多个遮蔽板(21,67,77,119,164,214,313)。

【技术特征摘要】
2011.12.27 JP 2011-286647;2011.12.27 JP 2011-28671.一种气体分析装置，其特征在于，包括：包括用于向在烟道内流动的试样气体(S)的规定的测定区域投射测定光和/或接收来自所述测定区域的测定光的光路、并贯通配管侧壁地被安装的管状构件；对所述测定区域内的试样气体(S)投射所述测定光和/或接收来自所述测定区域的测定光的光学系统构件；用于向在所述测定光的光路上的、位于所述光学系统构件和所述测定区域之间的区域提供吹扫气体(Pa)的吹扫气体提供部；在抑制所述试样气体(S)从所述烟道向所述管状构件与所述配管侧壁的内周面的间隙流入的位置设置的一个或多个遮蔽板，且所述一个或多个遮蔽板设置在所述配管侧壁的内周面附近。2.如权利要求1所述的气体分析装置，其特征在于，所述配管侧壁具有，配置在所述管状构件的周围的、与所述管状构件的外周面之间形成所述间隙的筒状内壁面，所述一个或多个遮蔽板固定于所述管状构件。3.如权利要求1所述的气体分析装置，其特征在于，进一步包括，安装于所述配管侧壁的、内周面与所述管状构件的外周面之间形成所述间隙的安装辅助构件，所述一个或多个遮蔽板固定于所述安装辅助构件的内周面。4.如权利要求1～3任一项所述的气体分析装置，其特征在于，所述多个遮蔽板在所述管状构件的轴向隔开间隙地配置。5.如权利要求1所述的气体分析装置，其特征在于，所述吹扫气体提供部具有吹扫气体提供管，该吹扫气体提供管具有中空部，所述中空部包含：用于向所述光学系统构件和所述测定区域之间的区域提供吹扫气体(Pa)的吹扫气体流路；和所述测定光的光路，所述吹扫气...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西敏和，辻本敏行，
申请(专利权)人：株式会社堀场制作所，
类型：发明
国别省市：