拉曼散射光取得装置、具备该拉曼散射光取得装置的组成分析装置、及燃气轮机设备制造方法及图纸

拉曼散射光取得装置(11)具备：出射光学系统(21)，其将激发光向流体中引导；散射光窗(42)，其划分出流体的流路的一部分，并且使来自被照射了激发光的流体的拉曼散射光通过；以及散射光受光器(44)，其具有接受通过了散射光窗(42)的拉曼散射光的受光面(46)。散射光窗(42)以及散射光受光器(44)的受光面(46)在流体中的激发光的光轴即流体中光轴(Aw)延伸的光轴方向(Da)上配置于流体中的激发光的光路所存在的范围(Rw)内，且配置于与流体中光轴(Aw)在径向(Dr)上分离的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】拉曼散射光取得装置、具备该拉曼散射光取得装置的组成分析装置、及燃气轮机设备
本专利技术涉及取得来自流体的拉曼散射光的拉曼散射光取得装置、具备该拉曼散射光取得装置的组成分析装置、及燃气轮机设备。本申请基于2017年12月7日在日本申请的日本特愿2017-235523号而主张优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
作为分析流体的组成的方法，存在向流体照射激发光并对来自被照射了激发光的流体的拉曼散射光进行分析的方法。作为执行该方法的装置，例如存在以下的专利文献1所记载的组成分析装置。该组成分析装置具备：测量元件，其供流体在内部流动；激光振荡器，其振荡作为激发光的激光；出射光学系统，其将来自激光振荡器的激光向测量元件内的流体照射；受光光学系统，其接收来自被照射了激光的流体的拉曼散射光；光纤，其接收由受光光学系统聚光了的拉曼散射光；以及分析器，其对由光纤接收到的光进行分析。出射光学系统的光轴沿相对于在测量元件内流动的流体的主要的流动方向垂直的流动垂直方向延伸。该出射光学系统以测量元件为基准而设置于流动垂直方向的一侧。受光光学系统的光轴与出射光学系统的光轴一致。因而，受光光学系统的光轴也沿流动垂直方向延伸。该受光光学系统以测量元件为基准而设置于流动垂直方向的另一侧。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-072179号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在组成分析行业，期望组成分析装置的小型化。于是，本专利技术的目的在于，提供能够实现装置的小型化的技术。用于解决课题的方案作为用于达成上述目的的专利技术的一方案的拉曼散射光取得装置具备：出射光学系统，其将来自光出射部的激发光向流体中引导；散射光窗，其划分出所述流体的流路的一部分，并且使来自被照射了所述激发光的所述流体的拉曼散射光通过；以及散射光受光器，其具有接受通过了所述散射光窗的所述拉曼散射光的受光面。所述散射光窗以及所述散射光受光器的受光面在所述流体中的所述激发光的光轴即流体中光轴延伸的光轴方向上配置于所述流体中的所述激发光的光路所存在的范围内，且在相对于所述流体中光轴垂直的方向即径向上配置于与所述流体中光轴分离的位置。所述受光面在所述径向上朝向接近所述流体中光轴的一侧即径向内侧。在本方案中，散射光受光器的受光面配置于相对于流体中的散射光产生区域在与流体中光轴垂直的方向上分离的位置。因此，在本方案中，能够使散射光受光器的受光面接近流体中的散射光产生区域。因而，在本方案中，能够实现拉曼散射光取得装置的小型化。此外，在本方案中，能够使散射光受光器的受光面接近流体中的散射光产生区域，因此散射光受光器的受光面能够接受衰减少的拉曼散射光。因此，在本方案中，能够省去用于使通过了散射光窗的散射光聚光的聚光光学系统。因而，在本方案中，从该观点出发，也能够实现拉曼散射光取得装置的小型化。在此，在所述拉曼散射光取得装置中，也可以是，所述散射光受光器的所述受光面处的光轴即受光面光轴相对于所述流体中光轴垂直。在本方案中，能够以短的光路长度高效地接受沿相对于流体中光轴垂直的方向行进的拉曼散射光。另外，在以上任一个所述拉曼散射光取得装置中，也可以是，在所述散射光窗中将所述流体的流路划分出的内表面以及与所述内表面相反的一侧的外表面均相对于所述流体中光轴平行。在本方案中，能够使从流体发出的拉曼散射光中的、向相对于流体中光轴垂直的方向发出的拉曼散射光直行行进。因此，能够缩短从流体中光轴至散射光受光器的受光面的散射光的光路长度。在以上任一个所述拉曼散射光取得装置中，也可以是，所述出射光学系统具有：出射光纤线缆，其供来自所述光出射部的所述激发光通过；以及变更器，其改变从所述出射光纤线缆出射的所述激发光的朝向。在该情况下，可以是，所述出射光纤线缆的出射所述激发光的出射面处的光轴即出射面光轴沿相对于所述流体中光轴交叉的方向延伸。可以是，所述出射光纤线缆的所述出射面和所述变更器以所述散射光受光器的所述受光面为基准而配置于所述光轴方向的一侧，所述变更器使从所述出射光纤线缆出射的所述激发光的光轴与所述流体中光轴一致。在本方案中，能够减小光轴方向上的拉曼散射光取得装置的宽度。另外，在具有所述出射光纤线缆的所述拉曼散射光取得装置中，也可以是，所述出射面光轴相对于所述流体中光轴垂直。在本方案中，能够进一步减小光轴方向上的拉曼散射光取得装置的宽度。在以上任一个所述拉曼散射光取得装置中，也可以是，所述拉曼散射光取得装置具备：光遮挡构件，其不使所述激发光以及所述拉曼散射光通过；以及加热用光纤线缆，其向所述光遮挡构件照射激发光。在该情况下，可以是，所述光遮挡构件与所述散射光窗的所述受光面侧的外表面相接。在本方案中，能够利用激发光的能量对散射光窗进行加热。因此，在本方案中，能够实现在散射光窗的内表面附着的异物的除去、以及异物向散射光窗的内的附着的抑制。此外，在本方案中，在散射光窗的加热中不使用电，因此能够省去用于加热散射光窗所需的部件，换句话说，能够对加热用光纤线缆、光隔热构件省去防爆处理。在具备所述光遮挡构件的所述拉曼散射光取得装置中，也可以是，在所述光遮挡构件的内部形成有沿着所述散射光窗的所述外表面扩展的空洞，所述加热用光纤线缆向所述光遮挡构件的所述空洞内出射激发光。在本方案中，能够向光遮挡构件照射全部激发光，因此能够提高将该激发光的光能转换为热能的效率。在以上任一个所述拉曼散射光取得装置中，也可以是，所述拉曼散射光取得装置具备：激发光受光光学系统，其接受来自所述出射光学系统的所述激发光；以及判定部，其根据来自所述光出射部的所述激发光的光强度与所述激发光受光光学系统接受到的所述激发光的光强度之差，来判定由供所述激发光通过的多个构件构成的激发光光学系统的异常。在本方案中，能够对由供激发光通过的多个构件构成的激发光光学系统的异常进行识别。在具备所述激发光受光光学系统的所述拉曼散射光取得装置中，也可以是，所述激发光受光光学系统以所述散射光受光器的所述受光面为基准而在所述光轴方向上配置于与所述出射光学系统相反的一侧。在以上任一个所述拉曼散射光取得装置中，也可以是，所述拉曼散射光取得装置具备所述光出射部。作为用于达成上述目的的专利技术的一方案的组成分析装置具备：以上任一个所述拉曼散射光取得装置；以及分析器，其基于来自所述散射光受光器的输出来分析所述流体的组成。在本方案中，能够分析流体的组成。在此，在所述组成分析装置中，也可以是，从所述流体中光轴至所述散射光受光器的所述受光面的所述径向上的距离为使所述散射光受光器接受的所述拉曼散射光的光量成为能够由所述分析器对所述流体的组成进行分析的最小光量的距离以下。作为用于达成上述目的的专利技术的一方案的燃气轮机设备具备：以上任一个所述的组成分析装置；燃料气体线路，其供作为所述流体的燃料气体流动；燃料调节阀，其对在所述燃料气体线路流动的燃料气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉曼散射光取得装置，其中，/n所述拉曼散射光取得装置具备：/n出射光学系统，其将来自光出射部的激发光向流体中引导；/n散射光窗，其划分出所述流体的流路的一部分，并且使来自被照射了所述激发光的所述流体的拉曼散射光通过；以及/n散射光受光器，其具有接受通过了所述散射光窗的所述拉曼散射光的受光面，/n所述散射光窗以及所述散射光受光器的受光面在所述流体中的所述激发光的光轴即流体中光轴延伸的光轴方向上配置于所述流体中的所述激发光的光路所存在的范围内，且在相对于所述流体中光轴垂直的方向即径向上配置于与所述流体中光轴分离的位置，/n所述受光面在所述径向上朝向接近所述流体中光轴的一侧即径向内侧。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171207 JP 2017-2355231.一种拉曼散射光取得装置，其中，
所述拉曼散射光取得装置具备：
出射光学系统，其将来自光出射部的激发光向流体中引导；
散射光窗，其划分出所述流体的流路的一部分，并且使来自被照射了所述激发光的所述流体的拉曼散射光通过；以及
散射光受光器，其具有接受通过了所述散射光窗的所述拉曼散射光的受光面，
所述散射光窗以及所述散射光受光器的受光面在所述流体中的所述激发光的光轴即流体中光轴延伸的光轴方向上配置于所述流体中的所述激发光的光路所存在的范围内，且在相对于所述流体中光轴垂直的方向即径向上配置于与所述流体中光轴分离的位置，
所述受光面在所述径向上朝向接近所述流体中光轴的一侧即径向内侧。


2.根据权利要求1所述的拉曼散射光取得装置，其中，
所述散射光受光器的所述受光面处的光轴即受光面光轴相对于所述流体中光轴垂直。


3.根据权利要求1或2所述的拉曼散射光取得装置，其中，
在所述散射光窗中将所述流体的流路划分出的内表面以及与所述内表面相反的一侧的外表面均相对于所述流体中光轴平行。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的拉曼散射光取得装置，其中，
所述出射光学系统具有：出射光纤线缆，其供来自所述光出射部的所述激发光通过；以及变更器，其改变从所述出射光纤线缆出射的所述激发光的朝向，
所述出射光纤线缆的出射所述激发光的出射面处的光轴即出射面光轴沿相对于所述流体中光轴交叉的方向延伸，
所述出射光纤线缆的所述出射面和所述变更器以所述散射光受光器的所述受光面为基准而配置于所述光轴方向的一侧，
所述变更器使从所述出射光纤线缆出射的所述激发光的光轴与所述流体中光轴一致。


5.根据权利要求4所述的拉曼散射光取得装置，其中，
所述出射面光轴相对于所述流体中光轴垂直。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的拉曼散射光取得装置，其中，
所述拉曼散射光取得装置具备：
光遮挡构件，其不使所述激发光以及所述拉曼散射光通过；以及
加热用光纤线缆，其向所述光遮挡构件照射激发光，
所述光遮挡构件与所述散射光窗的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：笹原淳，惠藤阳介，北内洋介，富山力，出口祥启，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP