一种光路系统稳定的气室及其测量仪技术方案

本实用新型专利技术公开了一种光路系统稳定的气室及其测量仪，包括真空隔热管，设置在真空隔热管内部的内管，内管前端焊接的内管前端法兰，设置在内管内的透镜座体、气室前座体，还包括连接于透镜座体、气室前座体之间的气管，固定在透镜座体内的双曲率平凸透镜，固定在气管内的球面角锥，所述双曲率平凸透镜位于球面角锥的焦平面。解决了当前热湿法烟气分析仪光路不稳定、调试困难、增加气室维护难度的问题，本专利的光学组件擦拭完直接装入气室即可，不需要调整光学组件的角度；使用本专利的光学组件，光的收集效率更高，可以增长气室至1.2米，提高测量仪的测量精度。提高测量仪的测量精度。提高测量仪的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种光路系统稳定的气室及其测量仪


[0001]本技术涉及烟气检测
，尤其涉及一种光路系统稳定的气室及其测量仪。

技术介绍

[0002]目前烟气排放监测需要测量烟气中的SO2、NO、NO2等污染物浓度，可以采用紫外吸收法进行测量。通常紫外吸收法测量烟气中污染物浓度有热湿法和冷干法。其中热湿法无需除湿，能够避免冷凝过程中SO2、NH3等易溶于水的组分溶解损失，并且可以将气室置于采样管内部，设计成采样管和主机一体的结构，便于携带，因而更加适合便携式烟气分析。但是热湿法测量烟气组分的方式中，气室经常处于从环境温度到超过120℃温度环境反复交替变化过程中，对于气室光路的稳定性提出了更高的要求。当前热湿法烟气分析仪的气室结构普遍存在稳定性较差的缺点，光电传感器接收到的光信号较大程度上会受到气室结构的影响，当气室结构有轻微变形，就会造成接收到的光能量发生较大变化，严重影响了热湿法烟气测量方式的可靠性，并且气室位于采样管内，还存在维护过程难度大的缺点，需要将气室从采样管内拆卸下来后，方可进行擦拭和维护，完成后还需要重新调校光路。因此，当前的热湿法烟气分析仪普遍存在维护周期短、维护难度大的缺点。
[0003]中国专利号：201921429975.0，专利名称：“一种光路系统稳定的气室及其测量仪”，专利中使用楔形镜加直角角锥的方案回转光路，其缺点是角锥组件需要调整至固定角度采样比较合适的光强，每次调试后都需要转动角锥至原来的角度，增加了维护难度；增加了光学表面，降低了光强收集效率.
[0004]中国专利号：201921429518.1，专利名称：“一种高稳定性气体测量气室及其测量仪”专利中使用非直角角锥回转光路，其中缺点是角锥需要调整至固定角度采样比较合适的光强，每次调试后都需要转动角锥至原来的角度，增加了维护难度。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种光路系统稳定的气室及其测量仪，以解决现有热湿法烟气分析仪存在的光路系统不稳定、调试困难的问题。
[0006]一种光路系统稳定的气室，包括真空隔热管，设置在真空隔热管内部的内管，内管前端焊接的内管前端法兰，设置在内管内的透镜座体、气室前座体，还包括连接于透镜座体、气室前座体之间的气管，固定在透镜座体内的双曲率平凸透镜，固定在气管内的球面角锥，所述双曲率平凸透镜位于球面角锥的焦平面。
[0007]还包括角锥座体，所述角锥座体设置在气管内，所述球面角锥固定在角锥座体内。
[0008]还包括角锥座体连接柱，所述角锥座体连接柱固定在气室前座体内部，所述角锥座体与角锥座体连接柱活动连接。
[0009]还包括滤芯，所述滤芯设置在气室前座体与角锥座体连接柱、角锥座体之间。
[0010]还包括变径盖板，所述变径盖板设置在角锥座体与气管连接处。
[0011]还包括气室前端固定体，所述气室前端固定体设置在设有角锥座体连接柱一端的内管的端部。
[0012]还包括过滤筒，所述过滤筒设置在气室前端固定体内部，紧邻角锥座体连接柱。
[0013]还包括气室前端盖板，所述气室前端盖板通过气室前端螺母锁紧在气室前端固定体端部。
[0014]还包括气室端部盖板，所述气室端部盖板套在气室前端固定体外并封堵真空隔热管、内管。
[0015]一种测量仪，所述测量仪安装有上述的气室。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：解决了当前热湿法烟气分析仪光路不稳定、调试困难、增加气室维护难度的问题，本专利的光学组件擦拭完直接装入气室即可，不需要调整光学组件的角度；使用本专利的光学组件，光的收集效率更高，可以增长气室至1.2米，提高测量仪的测量精度；所采用的球面角锥加工难度低，加工的误差比较小。
附图说明
[0017]图1：本技术光路系统稳定的气室的总体结构示意图。
[0018]图2：本技术的双曲率平凸透镜的结构示意图。
[0019]图3：本技术球面角锥的结构示意图。
[0020]图4：本技术光路原理图。
[0021]图5：本技术角锥座体的结构示意图。
[0022]图6：本技术含湿量传感器安装位置示意图。
[0023]图7：本技术温度传感器安装位置示意图。
[0024]图8：本技术测量仪结构示意图。
[0025]附图标注：
[0026]真空隔热管1、内管2、内管前端法兰3、透镜座体4、气室前座体5、气管6、双曲率平凸透镜7、球面角锥8、角锥座体9、锥座体连接柱10、滤芯11、变径盖板12、气室前端固定体13、过滤筒14、气室前端盖板15、气室前端螺母16、气室端部盖板17、气室固定螺母18、光纤滑动座19、含湿量传感器20、铠装铂电阻21、进气孔91、出气孔92、气室100、主机200。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]参照图1所示，一种光路系统稳定的气室，包括真空隔热管1，设置在真空隔热管1内部的内管2，内管2前端焊接的内管前端法兰3，设置在内管2内的透镜座体4、气室前座体5，连接于透镜座体4、气室前座体5之间的气管6，固定在透镜座体4内的双曲率平凸透镜7，固定在气管6内的球面角锥8，所述双曲率平凸透镜7位于球面角锥8的焦平面。
[0029]紫外差分法仪器使用波长范围为200
‑
450nm，短波长汇聚能力强，长波长汇聚能力弱，会造成的长波长和短波长处光谱不平衡的问题。单一曲率的平凸透镜产生色散现象，为
了减小色散现象带来的影响，本专利设计了双曲率平凸透镜。
[0030]平凸透镜焦距计算公式为：f＝R/(n
‑
1)，其中，f为焦距，R为曲率半径，n为透镜折射率。
[0031]如图2所示，本实施例的双曲率平凸透镜7的长度L为12.7
±
0.1mm，分别选取短波200nm和长波450nm作为典型波长设计双曲率平凸透镜7的两个区域的曲率半径。在短波长200nm处透镜折射率n为1.55，根据设计需要a区域曲率半径R定为19mm，那么焦距f为19/0.55＝34.5mm，在长波长450nm处透镜折射率n为1.465，根据a区域焦距34.5mm，反推b区域450nm的曲率半径R＝34.5*0.465＝16mm。
[0032]如图3所示，本实施例的球面角锥8的角锥全反射的三个面A不变，其中前表面B由平面变为球面，本实施例使用曲率半径为300mm的球面。使用球面角锥8时，位于球面焦平面的点发出的光会全部反射回发光点。所以使用球面角锥8，使整个系统中光的收集效率大大提高。
[0033]如图4所示，光纤发射端和光纤接收端关于主光轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光路系统稳定的气室，包括真空隔热管，设置在真空隔热管内部的内管，内管前端焊接的内管前端法兰，设置在内管内的透镜座体、气室前座体，其特征在于：还包括连接于透镜座体、气室前座体之间的气管，固定在透镜座体内的双曲率平凸透镜，固定在气管内的球面角锥，所述双曲率平凸透镜位于球面角锥的焦平面。2.如权利要求1所述的一种光路系统稳定的气室，其特征在于：还包括角锥座体，所述角锥座体设置在气管内，所述球面角锥固定在角锥座体内。3.如权利要求2所述的一种光路系统稳定的气室，其特征在于：还包括角锥座体连接柱，所述角锥座体连接柱固定在气室前座体内部，所述角锥座体与角锥座体连接柱活动连接。4.如权利要求3所述的一种光路系统稳定的气室，其特征在于：还包括滤芯，所述滤芯设置在气室前座体与角锥座体连接柱、角锥座体之间。5.如权利要求2所述的一种光路系统稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠民，刘永超，李皓，张姗，何春雷，
申请(专利权)人：青岛众瑞智能仪器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：