專利名稱：氣態污染物微量抽取現場分析裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種煙氣中氣態污染物分析裝置，特別是一種氣態污染物微量抽取現場分析裝置。
該技術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直接采樣。采樣探頭有兩種結構形式，

圖1為開放式，圖2為封閉式。
國內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為金屬燒結管，24為過程鏡。過程鏡、金屬燒結管內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管外壁及內部產生堆積，堵塞煙氣進入的通道，運行前期會造成煙氣流經分析腔的樣氣量下降，造成分析裝置響應遲緩，運行后期會造成裝置被完全堵死。
2)Extractive技術也稱完全抽取技術，參見圖3。其特點是抽氣泵35將煙氣經探頭31，加熱管線32，冷凝器33，過濾器34從煙囪或煙道內抽出，再經過濾器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果的偏差。
3)Dilution技術(稀釋采樣技術)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)為動力產生射流，以射流產生的引射抽取煙氣，以臨界采樣嘴控制煙氣的采集量，實現定比例稀釋目的。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象，使整個分析系統真正實現在線監測。
其的缺點是經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來產生稀釋氣，及探頭控制器控制系統的采樣、標定，所以系統的造價非常昂貴。
本發明的目的是這樣實現的，一種微量抽取現場分析裝置，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結的粗過濾器、細過濾器以及精過濾器；一個設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計充分保證了煙氣采集量的恒定及持續可靠性，獨特的結構設計，能夠實現分析系統的全程在線標定。
下面結合附圖對本發明進行詳細描述，以便于進一步了解本發明的上述目的、優點及特點。
本發明的微量抽取現場分析裝置包括，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領域的公知常識，故省略其說明。
本發明的特點在于還包括位于光學吸收腔54進氣端的依次聯結的粗過濾器51、細過濾器52以及精過濾器53；一個設置在光學吸收腔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(屬于常規技術)。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計充分保證了煙氣采集量的恒定及持續可靠性，獨特的結構設計，能夠實現分析系統的全程在線標定。
本發明的優勢在于1)相對于Dilution方式而言，它具有Dilution方式采樣量小，連續運行時間長，易于實現自動標定優點的同時，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點，同時避免了Extractive方式采樣系統必須加熱、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、系統簡單的優點，但避免了In-situ方式不能在線標定(圖1)，或長期運行反應遲緩以堵死的缺點(圖2)，因為本發明的臨界抽氣孔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。
權利要求
1.一種微量抽取現場分析裝置，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)進氣端的依次聯結的粗過濾器(51)、細過濾器(52)以及精過濾器(53)；一個設置在光學吸收腔(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.根據權利要求1所述的微量抽取現場分析裝置，其特征在于還包括一個標氣管線(57)，用于定標。
3.根據權利要求1所述的微量抽取現場分析裝置，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.根據權利要求1所述的微量抽取現場分析裝置，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
本發明是一種微量抽取現場分析裝置,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結的粗過濾器、細過濾器以及精過濾器;一個設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計充分保證了煙氣采集量的恒定及持續可靠性,獨特的結構設計,能夠實現分析系統的全程在線標定。
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 優先權日2001年10月26日
發明者田東海, 韓宏峰 申請人:韓宏峰, 田東海