[实用新型]一种检测烟气中CO2含量的热导式FBG气体分析仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检测烟气中CO₂含量的热导式FBG气体分析仪，属光电子测量器件技术领域。

背景技术

热导式气体分析仪属于热学式分析仪中的一种。它的工作原理是利用气体体积的百分比含量与气体导热系数的关系这一物理特征进行分析的。它可以测量混合气体中某一种组分的含量；其测量原理为：将被测气体浓度的变化，经过热导池检测器变成了电阻丝阻值的变化，阻值的变化可采用电桥来进行测量。

    与本实用新型最接近的文献为：王凯，“热导式氢气纯度分析仪的设计”，《现代电子技术》，2005年第19期。该文使用热导池检测器将氢气纯度值转换为电信号，然后利用检测电路和数据处理电路实现氢气纯度的分析，该方法中使用的均为电信号，易受电磁干扰的影响。                                                

实用新型内容

本实用新型提供了一种检测烟气中CO₂含量的热导式FBG气体分析仪，采用电绝缘材料光纤Bragg光栅，传输信号为光信号，可以抗电磁干扰，同时，还有防止电火花引燃待测烟气中夹杂的易燃易爆气体的作用，消除了安全隐患。

本实用新型的目的是这样实现的：分析仪包括对流扩散式热导池和测温装置，对流扩散式热导池由节流孔8，支气管9，热导池腔体10，主气路11组成；节流孔8位于对流扩散式热导池的两气室之间，支气管9位于对流扩散式热导池的右侧，气体的主流通道主气路11位于对流扩散式热导池的下部；测温装置由输入输出光纤1，铝质散热封装2，测温光纤Bragg光栅3，加热源4，通气孔5，加热源引线6，绝缘物7组成，测温光纤Bragg光栅3粘贴于圆筒形铝质散热封装2的内表面，加热源引线6接于外部电源，铝质散热封装2为上下表面开有与圆柱形加热源4上下表面大小相同的圆孔且带有若干通气孔5的内部空心的圆筒状结构，铝质散热封装2紧密地嵌套在加热源4的外部，并被紧密的嵌套在热导池腔体10的内部，输入输出光纤1和加热源引线6从热导池腔体10中穿出并用绝缘物7紧密封装。

所述的铝质散热封装2上下表面的直径与热导池腔体10的厚度相同。

所述的节流孔8位于两气室之间，由于节流孔的限制，仅有一部分气流经过节流孔进入支气管中，最后排入主气路中；支气管9位于右侧，起到分流作用，以减少滞后；主气路11位于下部，是气体的主流通道。

本实用新型的有益效果是：采用电绝缘材料光纤Bragg光栅，传输信号为光信号，可以抗电磁干扰，同时，还有防止电火花引燃待测烟气中夹杂的易燃易爆气体的作用，消除了安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型的测温装置结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图。

图中：1-输入输出光纤，2-铝质散热封装，3-测温光纤Bragg光栅，4-加热源，5-通气孔，6-加热源引线，7-绝缘物，8-节流孔， 9-支气管，10-热导池腔体，11-主气路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，以方便技术人员理解。

如图1、2所示：分析仪包括对流扩散式热导池和测温装置，对流扩散式热导池由节流孔8，支气管9，热导池腔体10，主气路11组成；节流孔8位于对流扩散式热导池的两气室之间，支气管9位于对流扩散式热导池的右侧，气体的主流通道主气路11位于对流扩散式热导池的下部；测温装置由输入输出光纤1，铝质散热封装2，测温光纤Bragg光栅3，加热源4，通气孔5，加热源引线6，绝缘物7组成，测温光纤Bragg光栅3粘贴于圆筒形铝质散热封装2的内表面，加热源引线6接于外部电源，铝质散热封装2为上下表面开有与圆柱形加热源4上下表面大小相同的圆孔且带有若干通气孔5的内部空心的圆筒状结构，铝质散热封装2紧密地嵌套在加热源4的外部，并被紧密的嵌套在热导池腔体10的内部，输入输出光纤1和加热源引线6从热导池腔体10中穿出并用绝缘物7紧密封装。

所述的铝质散热封装2上下表面的直径与热导池腔体10的厚度相同。

本传感器的检测原理：从主气路11通入待测二氧化碳含量的烟气，待热导池腔体10内的空气完全从主气路11排出后对加热源4进行通电加热，并与待测二氧化碳含量的烟气进行导热换热，由于二氧化碳含量不同的烟气的导热换热能力不同，故将产生不同的温度分布。温度变化将引起测温光纤Bragg光栅3的中心波长的偏移, 通过对测温光纤Bragg光栅3不同的波长偏移量的测量实现对烟气中二氧化碳含量的测量。