[发明专利]一种提高热湿法光路系统稳定性的方法及其气室、测量仪

说明书

本发明提供了一种提高热湿法光路系统稳定性的方法及其气室、测量仪，所述方法为发射光纤端部发出的入射光经由准直透镜后成为与准直透镜主光轴呈夹角的平行光，所述平行光经由楔形镜后成为与准直透镜主光轴平行的光，所述平行的光经由角锥棱镜反射后，出射光与入射光偏转180°，再依次经过楔形镜、准直透镜会聚到接收光纤端部，所述气室包括真空隔热管，设置在真空隔热管内部的内管，内管两端焊接的内管前端法兰、内管后端法兰，内管前端法兰里安装角锥棱镜，内管后端法兰里安装准直透镜，所述内管前端法兰里还安装楔形镜，且楔形镜靠近内管一侧，所述楔形镜为中间厚两边薄的双楔形。极大提高了气室、测量仪光路稳定性，且安装、调试方便。

技术领域

本发明属于烟气检测技术领域，具体涉及一种提高热湿法光路系统稳定性的方法及其气室、测量仪。

背景技术

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仪。但是热湿法测量烟气组分的过程中，气室经常处于从环境温度到超过120℃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。除此之外，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，方可对光系统进行擦拭和维护，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。

中国专利号：201621006601.4，专利名称为“一种测量气室及安装有该气室的紫外烟气分析仪”的专利文献提供了一种采用热湿法方式测量烟气污染物浓度的气室和装有该气室的紫外烟气分析仪。该测量气室采用Y型分叉式光纤，其中一根光纤连接光源称为发射光纤，另一根连接光谱仪称为接收光纤，公共端连接气室。连接气室的光纤中的发射光纤发射出紫外光，经过透镜后进入气室，投射到气室另外一端的反射镜上后反射回到透镜上，被透镜会聚后到达另外一根光纤端部，通过接收光纤到达光谱仪。该结构的透镜和反射镜角度发生轻微变化，就会导致回到接收光纤端部的光能量发生很大变化。而气室经常高低温交替变化，仪器也经常搬运，尤其是搬到几十米高的采样监测平台上，气室的机械结构的稳定性很难得到保证，因此该方案无法满足便携式紫外烟气采样的需要。

中国专利号：201220570891.0，专利名称为“基于角锥棱镜的烟气分析仪”的专利文献也提供了一种采用热湿法方式测量烟气污染物浓度的烟气分析仪。该烟气分析仪包括光源、光谱仪、Y型光纤、气室，Y型光纤的三个分支分别与光源、光谱仪和气室的一端连接，所述的气室内与Y型光纤分支连接的一端安装有准直透镜，气室内另一端安装有角锥棱镜，气室中部的外壁上设置有进气口和出气口。角锥棱镜的轴线和准直透镜的轴线位于同一条直线上。该结构的光路按原光路返回，因此，只有少量的光能达到接收端，也就是光谱仪，实际应用的价值不大，也无法满足便携式紫外烟气采样的需要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种提高热湿法光路系统稳定性的方法及其气室、测量仪，克服现有热湿法烟气分析仪存在的光路系统不稳定影响测量可靠性，以及分析仪维护困难等问题。

本发明提供了一种提高热湿法光路系统稳定性的方法，

所述方法为：发射光纤端部发出的入射光经由准直透镜后成为与准直透镜主光轴呈夹角的平行光，所述平行光经由楔形镜后成为与准直透镜主光轴平行的光，所述平行的光经由角锥棱镜反射后，出射光与入射光偏转180°，再依次经过楔形镜、准直透镜会聚到接收光纤端部，