[实用新型]一种管道氨逃逸激光吸收光谱自动在线原位测量装置

权利要求书

1.一种管道氨逃逸激光吸收光谱自动在线原位测量装置，其特征在于：该装置包括激光发射系统、激光接收系统和两个焊接法兰安装单元，所述激光发射系统和激光接收系统分别通过一个焊接法兰安装单元固定在管道的对射两侧；

所述激光发射系统包括第一壳体、设置在第一壳体内部的调制信号发生板、激光器驱动电源板和激光器以及安装在第一壳体上的光束扩束准直透镜；所述激光接收系统包括第二壳体、设置在第二壳体内部的探测器、前置放大电路板、锁相放大器板、信号处理板和显示屏驱动板以及安装在第二壳体上的光束汇聚透镜和显示屏；

所述调制信号发生板和激光器驱动电源板的输出端与激光器的输入端连接，所述光束扩束准直透镜设置在激光器的输出光路上，用于对激光器输出的调制激光进行扩束准直，形成激光准直光束；

所述光束汇聚透镜用于对经管道内部的待测气体氨气吸收后的激光准直光束进行汇聚，形成光斑投射到探测器上进行光电转换，所述探测器的输出端通过前置放大电路板与锁相放大器板的输入端连接，所述锁相放大器板的输入端与调制信号发生板的输出端连接，所述锁相放大器板的输出端与信号处理板的输入端连接，所述信号处理板的输出端通过显示屏驱动板与显示屏的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的管道氨逃逸激光吸收光谱自动在线原位测量装置，其特征在于：该装置还包括氮气吹扫单元，所述氮气吹扫单元的出气口通过铜管分别与激光发射系统、激光接收系统以及焊接法兰安装单元的进气口连通；

所述第一壳体内部还设有正压启动保护装置和第一电源转换板，所述第一电源转换板通过正压启动保护装置与电源连接，用于当正压启动保护装置处于闭合状态时，将电源电压转换为调制信号发生板和激光器驱动电源板的工作电压；

所述第二壳体内部还设有第二电源转换板，所述第二电源转换板与电源连接，用于将电源电压转换为前置放大电路板、锁相放大器板、信号处理板和显示屏驱动板的工作电压。

3.根据权利要求1所述的管道氨逃逸激光吸收光谱自动在线原位测量装置，其特征在于：所述焊接法兰安装单元包括锁箍、内置清洁玻璃的窗片玻环、光学窗口镜片、仪器法兰、O型橡胶密封圈、安装焊接法兰、螺栓、螺母、单向阀门和不锈钢管，所述锁箍用于将第一壳体或第二壳体与仪器法兰固定在一起，所述窗片玻环安装在激光发射系统的出射端或激光接收系统的入射端，所述光学窗口镜片安装在仪器法兰上，所述仪器法兰与安装焊接法兰通过螺栓和螺母固定连接，并采用O型橡胶密封圈进行密封，所述安装焊接法兰通过不锈钢管固定在管道上，所述单向阀门设置在安装焊接法兰与不锈钢管之间。

4.根据权利要求1所述的管道氨逃逸激光吸收光谱自动在线原位测量装置，其特征在于：所述管道内部设有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器的输出端与信号处理板的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的管道氨逃逸激光吸收光谱自动在线原位测量装置，其特征在于：所述第一壳体和第二壳体均为由铸铝材料制备而成的袋盖箱式密封壳体。

6.根据权利要求1所述的管道氨逃逸激光吸收光谱自动在线原位测量装置，其特征在于：所述调制信号发生板包括低频30Hz锯齿波信号发生单元和高频10KHz正弦波信号发生单元，所述激光器驱动电源板包括驱动激光器正常工作的温度控制器和电流控制器，所述激光器采用中心输出波长为1.53um的可调谐半导体激光器。

7.根据权利要求1所述的管道氨逃逸激光吸收光谱自动在线原位测量装置，其特征在于：所述锁相放大器板的输入端与调制信号发生板的输出端通过多芯同轴屏蔽电缆连接。

8.根据权利要求2所述的管道氨逃逸激光吸收光谱自动在线原位测量装置，其特征在于：所述正压启动保护装置采用压力开关，所述压力开关用于当第一壳体内部为氮气正压状态时，保持闭合，当第一壳体内部气压小于等于外界大气压时，保持断开。

9.根据权利要求2所述的管道氨逃逸激光吸收光谱自动在线原位测量装置，其特征在于：所述电源采用DC-24V电源。

10.根据权利要求3所述的管道氨逃逸激光吸收光谱自动在线原位测量装置，其特征在于：所述清洁玻璃采用CaF₂制备而成，设置在激光发射系统出射端和激光接收系统入射端的清洁玻璃与激光准直光束之间的夹角均为30度，且两端的清洁玻璃为非平行安装结构。