[发明专利]一种激光在线气体分析仪装置

说明书

技术领域

本发明涉及气体测量技术领域，具体为一种激光在线气体分析仪装置。

背景技术

激光在线气体分析仪采用可调谐半导体激光吸收光谱技术(Tunable DiodeLaser Absorption Spectroscopy，简称TDLAS)，通过分析激光被气体的选择性吸收来获得气体的浓度。它与传统红外光谱吸收技术的不同之处在于，半导体激光光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽。

TDLAS技术是一种高分辨率的光谱吸收技术，半导体激光穿过被测气体的光强衰减可用朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律来表达：

I_v＝ I_v,0T(v)＝I_v,0exp[-S(T)g(v-v₀)PXL]

式中，I_v,0和I_v分别表示频率为v的激光入射时和经过压力P，浓度X和光程L后的光强；S(T)表示气体吸收谱线的强度；线性函数g(v-v0)表征该吸收谱线的形状。

激光气体在线分析仪通常用来进行连续工业过程和气体排放测量，适合于恶劣工业环境应用，如钢铁各种燃炉、铝业和有色金属、化工、石化、水泥、发电和垃圾焚烧等。但是，现有技术中的激光在线气体分析仪通常存在测量速度慢和易于受背景气干扰等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种激光在线气体分析仪装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种激光在线气体分析仪装置，包括发射单元、接收单元、反吹单元和过程气体，所述发射单元主要包括激光器模块、电路板模块、显示单元、聚焦凸镜A、套环A和用户法兰A，所述激光器模块的一侧设有电路板模块，所述电路板模块的一侧设有显示单元，所述激光器模块的另一侧设有聚焦凸镜A，所述聚焦凸镜A通过套环A与用户法兰A相连接，所述套环A内设有隔离窗片A，所述发射单元的输出口通过导管与接收单元输入口相连接，所述接收单元包括探测器模块、压力监控模块、聚焦凸镜B、套环B和用户法兰B，所述探测器模块的上方设有压力监控模块，所述探测器模块的一侧设有聚焦凸镜B，所述聚焦凸镜B通过套环B与用户法兰B相连接，所述套环B内安装有隔离窗片B，所述发射单元和接收单元均通过导管与反吹单元相连接，所述反吹单元包括仪表用气入口、减压过滤器、针阀、流量计、反吹气A、反吹气B和正压气，所述反吹气A与套环B相连接，所述反吹气B与套环A相连接，所述正压气与发射单元相连接，所述激光器模块所产生的激光经聚焦凸镜A准直后分别经过隔离窗片A、过程气体和隔离窗片B后被探测器模块接收。

优选的，所述激光器模块采用TO封装激光器且激光器可以带TEC也可不带TEC。

优选的，所述聚焦凸镜A和聚焦凸镜B的直径均大于或等于30mm。

优选的，所述隔离窗片A和隔离窗片B的侧面的形状均设为楔形且两平面之间的夹角大于或等于1°，所述隔离窗片A和隔离窗片B的正面的形状均设为圆形且直径大于或等于30mm。

优选的，所述反吹单元中的气体经过减压过滤器后分成三路，两路经过流量计调节后用于反吹，一路经过针阀调节后用于仪器防爆正压气。

优选的，所述反吹单元的仪表用气入口的压力设为0.3~0.8MPa。

优选的，所述流量计的调节范围设为0~1000L/min。

优选的，所述接收单元还包括正压防爆控制器。

本发明所达到的有益效果是：本发明能够测量多种气体，包括HF、HCL、H₂O、CO、CO₂、NH₃等，还具有原位安装，测量速度快以及不受背景气干扰等特点，从而具有推广应用价值。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-发射单元，11-激光器模块，12-电路板模块，13-显示单元，14-聚焦凸镜A，15-套环A，16-用户法兰A，17-隔离窗片A，2-接收单元，21-探测器模块，22-压力监控模块，23-聚焦凸镜B，24-套环B，25-用户法兰B，26-隔离窗片B，3-反吹单元，31-仪表用气入口，32-减压过滤器，33-针阀，34-流量计，35-反吹气A，36-反吹气B，37-正压气，4-过程气体。