專利名稱：氣態(tài)污染物微量抽取現(xiàn)場分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣中氣態(tài)污染物分析裝置，特別是一種氣態(tài)污染物微量抽取現(xiàn)場分析裝置。
該技術(shù)采用的分析方式為成熟的紅外吸收法，其采樣方式為煙囪或煙道內(nèi)直接采樣。采樣探頭有兩種結(jié)構(gòu)形式，

圖1為開放式，圖2為封閉式。
國內(nèi)牡丹集團研制出一種直接分析裝置，參見圖1，它的分析腔是開放式的，它的問題是光路裸露于煙氣中，無法完成分析裝置的現(xiàn)場標定。煙氣中煙塵對光學鏡面的污染問題比較嚴重，無法長期可靠地運行。
英國Procal公司采用圖2所示的封閉式采樣探頭。其中21為端蓋，22為反射鏡，23為金屬燒結(jié)管，24為過程鏡。過程鏡、金屬燒結(jié)管內(nèi)壁及反射鏡形成的空腔為光學吸收腔，煙氣靠自身的滲透進入光學吸收腔。標定只需將標氣通過標定管線25充滿吸收腔即可完成。此采樣方式較好地解決了圖1所示采樣方式中不能自動標定的問題，以及煙塵對光學鏡面的污染問題。它的主要問題是長期運行煙塵在金屬燒結(jié)管外壁及內(nèi)部產(chǎn)生堆積，堵塞煙氣進入的通道，運行前期會造成煙氣流經(jīng)分析腔的樣氣量下降，造成分析裝置響應(yīng)遲緩，運行后期會造成裝置被完全堵死。
2)Extractive技術(shù)也稱完全抽取技術(shù)，參見圖3。其特點是抽氣泵35將煙氣經(jīng)探頭31，加熱管線32，冷凝器33，過濾器34從煙囪或煙道內(nèi)抽出，再經(jīng)過濾器36，送進分析儀37進行分析(采用成熟的紅外吸收法)。
該技術(shù)的主要問題是樣氣前處理過于復雜，維護工作量大，采樣管路的泄露會造成分析結(jié)果的偏差。
3)Dilution技術(shù)(稀釋采樣技術(shù))見圖4。
稀釋采樣探頭主要由安裝于探頭端部的粗過濾41，細過濾42，臨界采樣嘴43，射流抽氣泵44，及安裝法蘭45組成。探頭以干燥而潔凈的壓縮空氣(稀釋氣)為動力產(chǎn)生射流，以射流產(chǎn)生的引射抽取煙氣，以臨界采樣嘴控制煙氣的采集量，實現(xiàn)定比例稀釋目的。稀釋比例一般為100∶1。如此微小的煙氣量徹底地解決了煙氣中煙塵對該裝置的堵塞現(xiàn)象。如此大的稀釋比例，徹底地解決了樣氣在傳輸過程中的冷凝吸附現(xiàn)象，使整個分析系統(tǒng)真正實現(xiàn)在線監(jiān)測。
其的缺點是經(jīng)稀釋后的樣氣濃度很低(僅為原煙氣濃度100分之1左右)，要求配合的分析儀必須有非常高的分辨率，同時還需有復雜的零氣處理系統(tǒng)來產(chǎn)生稀釋氣，及探頭控制器控制系統(tǒng)的采樣、標定，所以系統(tǒng)的造價非常昂貴。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種微量抽取現(xiàn)場分析裝置，包括反射鏡、濾光片組、紅外光源、紅外檢測器、透鏡和光學吸收腔，還包括位于光學吸收腔進氣端的依次聯(lián)結(jié)的粗過濾器、細過濾器以及精過濾器；一個設(shè)置在光學吸收腔管壁上的臨界抽氣孔；和一個真空抽氣泵，通過設(shè)置在光學吸收腔管壁上的臨界抽氣孔抽取光學吸收腔中氣體。
本發(fā)明采用成熟的紅外吸收法，其采樣部分不同于上述三種的任何一種，它集上述三種采樣的優(yōu)點于一身，同時克服了三種采樣的缺點。
此種采樣部分采用三層過濾保障光學吸收腔不被煙氣污染，保障了分析裝置的精度。獨特的前端進氣方式、獨特的光學腔微負壓設(shè)計充分保證了煙氣采集量的恒定及持續(xù)可靠性，獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)分析系統(tǒng)的全程在線標定。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述，以便于進一步了解本發(fā)明的上述目的、優(yōu)點及特點。
本發(fā)明的微量抽取現(xiàn)場分析裝置包括，反射鏡60、濾光片組58、紅外光源59、紅外檢測器62、透鏡61和光學吸收腔54。這些部件的使用屬于本技術(shù)領(lǐng)域的公知常識，故省略其說明。
本發(fā)明的特點在于還包括位于光學吸收腔54進氣端的依次聯(lián)結(jié)的粗過濾器51、細過濾器52以及精過濾器53；一個設(shè)置在光學吸收腔54管壁上的臨界抽氣孔55；和一個真空抽氣泵56，通過設(shè)置在光學吸收腔54管壁上的臨界抽氣孔55抽取光學吸收腔54中氣體。
標氣管線57，用于定標(屬于常規(guī)技術(shù))。抽氣孔55的限流作用保持了光學吸收腔的微負壓。
此外，臨界抽氣孔55由玻璃成型，其孔徑為φ0.1mm至φ0.1mm，從而限于微量煙氣進入。
煙氣在此微負壓的作用下，經(jīng)粗過濾器51，細過濾器52，精過濾器53，進入光學吸收腔。粗過濾器51為片狀陶瓷過濾，細過濾器52為柱狀玻璃棉，精過濾器53為片狀陶瓷過濾。
本發(fā)明采樣部分采用三層過濾保障光學吸收腔不被煙氣污染，保障了分析裝置的精度。獨特的前端進氣方式、獨特的光學腔微負壓設(shè)計充分保證了煙氣采集量的恒定及持續(xù)可靠性，獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)分析系統(tǒng)的全程在線標定。
本發(fā)明的優(yōu)勢在于1)相對于Dilution方式而言，它具有Dilution方式采樣量小，連續(xù)運行時間長，易于實現(xiàn)自動標定優(yōu)點的同時，避免了Dilution方式必須采用高靈敏度分析儀，又必須裝備復雜的零氣(稀釋氣)系統(tǒng)的缺點。2)相對于Extractive方式而言，它具有了Extractive方式原始濃度分析，即對分析方式要求低，可同時進行多組分分析的優(yōu)點，同時避免了Extractive方式采樣系統(tǒng)必須加熱、除水等缺點。3)相對于In-situ方式而言，它具備了In-situ方式無需采樣管線傳輸樣氣、系統(tǒng)簡單的優(yōu)點，但避免了In-situ方式不能在線標定(圖1)，或長期運行反應(yīng)遲緩以堵死的缺點(圖2)，因為本發(fā)明的臨界抽氣孔55的孔徑僅在φ0.1mm至φ0.1mm之間，從而只有微量煙氣才能進入。
權(quán)利要求
1.一種微量抽取現(xiàn)場分析裝置，包括反射鏡(60)、濾光片組(58)、紅外光源(59)、紅外檢測器(62)、透鏡(61)和光學吸收腔(54)，其特征在于還包括位于光學吸收腔(54)進氣端的依次聯(lián)結(jié)的粗過濾器(51)、細過濾器(52)以及精過濾器(53)；一個設(shè)置在光學吸收腔(54)管壁上的臨界抽氣孔(55)；和一個真空抽氣泵(56)，通過設(shè)置在光學吸收腔(54)管壁上的臨界抽氣孔(55)抽取光學吸收腔(54)中氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微量抽取現(xiàn)場分析裝置，其特征在于還包括一個標氣管線(57)，用于定標。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微量抽取現(xiàn)場分析裝置，其特征在于臨界抽氣孔(55)由玻璃成型，其孔徑為φ0.1mm至φ0.1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微量抽取現(xiàn)場分析裝置，其特征在于粗過濾器(51)為陶瓷過濾片，細過濾器(52)為柱狀玻璃棉，精過濾器(53)為陶瓷過濾片。
全文摘要
本發(fā)明是一種微量抽取現(xiàn)場分析裝置,包括反射鏡、濾光片組、紅外光源、紅外檢測器和透鏡和光學吸收腔,還包括:位于光學吸收腔進氣端的依次聯(lián)結(jié)的粗過濾器、細過濾器以及精過濾器;一個設(shè)置在光學吸收腔管壁上的臨界抽氣孔;和一個真空抽氣泵,通過設(shè)置在光學吸收腔管壁上的臨界抽氣孔抽取光學吸收腔中氣體。本發(fā)明的采樣部分采用三層過濾保障光學吸收腔不被煙氣污染,保障了分析裝置的精度。獨特的前端進氣方式、獨特的光學腔微負壓設(shè)計充分保證了煙氣采集量的恒定及持續(xù)可靠性,獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計,能夠?qū)崿F(xiàn)分析系統(tǒng)的全程在線標定。
文檔編號G01N1/24GK1346977SQ0113668
公開日2002年5月1日 申請日期2001年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月26日
發(fā)明者田東海, 韓宏峰 申請人:韓宏峰, 田東海