遠紅外腔內加熱恒溫氣體吸收池的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于氣體分析儀領域，涉及遠紅外腔內加熱恒溫氣體吸收池結構。現有加熱方案是將不銹鋼吸收池整體加熱，阻止水汽在光學組件上凝結。整體加熱方案傳熱效率低，預熱時間長；擴散的熱量傳導到光學組件的光纖單元和電子驅動部件，導致失效率的增加。本實用新型給出的遠紅外腔內加熱恒溫吸收池，直接加熱樣氣和鏡頭；遠紅外光譜對水分子的輻射加熱增強了加熱效應；通過恒溫控制，限制吸收池的溫度漂移。具有以下優點：透鏡經導熱硅膠墊直接接觸發熱體，加熱效率高，升溫快；不接觸加熱鏡頭及樣氣；避免熱量傳導到光纖單元和電子驅動部件；功率顯著降低；溫度控制以透鏡的表面溫度為準，控制精確；無需隔熱保溫；采用人體安全電壓加熱。
【專利說明】遠紅外腔內加熱恒溫氣體吸收池
【技術領域】
[0001]本發明屬于氣體分析儀領域，涉及遠紅外腔內加熱恒溫氣體吸收池結構。
【背景技術】
[0002]氣體成分分析在工業生產和環境監測等領域有著極為廣泛的應用，分析儀對于吸收池結構有著較高的要求。由于被測氣體樣本攜帶顆粒物、水分及高腐蝕性成分，對光學部件的污染及腐蝕是最常見的故障原因。采用耐腐蝕材料、過濾裝置可以避免顆粒物及腐蝕性成分對儀器的損害；對于水分較高的樣品，現有的加熱方案是將不銹鋼吸收池整體加熱，阻止水汽在光學組件上凝結。
[0003]整體加熱方案存在著明顯的不利因素。首先，加熱的目標是透鏡和樣氣，以保證在樣氣充分含水也不會凝結。不銹鋼的導熱系數高達17，石英玻璃為1.46，含水空氣在0.024左右，顯然，通過接觸傳熱效率低，預熱時間長。其次，不銹鋼組件是熱的良導體，大部分熱量將沿池體表面和連接件擴散，為此必須采取隔熱保溫措施，導致組件的體積和成本增加；最后，熱量傳導到光學組件的光纖單元和電子驅動部件，使之長期工作在高溫狀態下，將導致失效率的增加。

【發明內容】

[0004]針對以上不利因素，本發明給出了一種遠紅外腔內加熱恒溫吸收池結構，采用遠紅外加熱材料覆蓋吸收池內壁，直接加熱樣氣和鏡頭；同時遠紅外光譜對水分子的輻射加熱增強了加熱效應；通過恒溫控制，限制吸收池的溫度漂移。
[0005]本發明所采用的技術方案是:一種腔內涂覆遠紅外加熱膜的吸收池結構，包括一個吸收池本體(I)、腔內涂覆遠紅外涂層(2)，一個入氣氣管(3)和一個出氣氣管(4)直接在吸收池本體上開孔制作，一個左導電接觸環及導線(5)，一個左導熱硅橡膠O型密封圈(6)，一個擴束準直透鏡(7)，一個左O型密封圈(8)，一個左管狀壓緊件(9)，按照順序自左向右逐次裝入吸收池本體，依靠左管狀壓緊件(9)壓緊定位，一個右導電接觸環及導線(10)，一個右導熱硅橡膠O型密封圈(11 )，一個聚焦透鏡(12)，一個溫度傳感器及其引線(13)，一個右O型密封圈(14)，一個右管狀壓緊件(15)，按照順序自右向左逐次裝入吸收池本體，依靠右管狀壓緊件(15)壓緊定位。
[0006]吸收池本體(I)可采用陶瓷、石英、微晶玻璃、經絕緣處理的金屬管材作為涂電熱膜的絕緣載體，并制作入氣氣管(3)和出氣氣管(4)接口(圖)，在聚焦透鏡外側經右O型密封圈(14)壓緊溫度傳感器及其引線(13)，使得溫度信號能夠傳輸到溫控系統實現恒溫控制。
[0007]本發明的吸收池結構相對現有的整體加熱吸收池，具有以下優點:
[0008]透鏡經導熱硅膠墊直接接觸發熱體，避免了現有方案通過不銹鋼池體及空氣氣隙傳熱，加熱效率高，升溫快，預熱時間僅為現有方案的十分之一；
[0009]遠紅外輻射亦可不接觸加熱鏡頭，進一步保證了鏡頭的溫度，避免結露；[0010]加熱膜及遠紅外輻射直接加熱腔體內的氣體，使得其中水蒸氣分子保持活性，難以結露；
[0011]避免了熱量傳導到光纖單元和電子驅動部件，有助于保證其可靠性；
[0012]恒溫加熱所需的功率顯著降低，較現有方案降低了一個數量級；
[0013]溫度控制以透鏡的表面溫度為準，控制精確；
[0014]當采用低導熱系數材料，如陶瓷和PTFE等材料時，無需隔熱保溫，降低了空間要求和成本；
[0015]采用36V以下的人體安全電壓加熱，即使故障也不會危害人身安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖1為本發明的結構圖
[0017]以上圖中:吸收池本體1、腔內涂覆遠紅外涂層2，入氣氣管(3)和出氣氣管(4)，左導電接觸環及導線5，左導熱硅橡膠O型密封圈6，擴束準直透鏡7，左O型密封圈8，左管狀壓緊件9，右導電接觸環及導線10，右導熱硅橡膠O型密封圈11，聚焦透鏡12，溫度傳感器及其引線13，右O型密封圈14，右管狀壓緊件15。
【具體實施方式】
[0018]本實用新型提出的加熱恒溫技術，可應用于各種原理和樣式的氣體分析儀，如紅外吸收氣體分析儀以及紫外差分氣體分析儀。
[0019]參見說明書附圖。首先在吸收池(I)內壁涂覆遠紅外加熱膜(2)，涂層應延伸到導電接觸環與池體的接觸端面處。以左側為例，裝配時首先裝入左導電接觸環及導線(5)，其導線沿吸收池本體上的小孔引入擴束準直透鏡(7)內側，然后裝入左導熱硅橡膠O型密封圈(6 )，然后依序安裝擴束準直透鏡(7 )，左O型密封圈(8 )，以及左管狀壓緊件(9 )。
【權利要求】
1.遠紅外腔內加熱恒溫氣體吸收池，其特征是:一個吸收池本體(I)、腔內涂覆遠紅外涂層(2)，一個入氣氣管(3)和一個出氣氣管(4)直接在吸收池本體上開孔制作，一個左導電接觸環及導線(5), —個左導熱娃橡膠O型密封圈(6), —個擴束準直透鏡(7), —個左O型密封圈(8)，一個左管狀壓緊件(9)，按照順序自左向右逐次裝入吸收池本體，依靠左管狀壓緊件(9)壓緊定位，一個右導電接觸環及導線(10)，一個右導熱硅橡膠O型密封圈(11), 一個聚焦透鏡(12)，一個溫度傳感器及其引線(13)，一個右O型密封圈(14)，一個右管狀壓緊件(15)，按照順序自右向左逐次裝入吸收池本體，依靠右管狀壓緊件(15)壓緊定位。
2.根據權利要求1所述的遠紅外腔內加熱恒溫氣體吸收池,其特征是吸收池本體(I)采用陶瓷、石英、微晶玻璃、或經絕緣處理的金屬管材作為涂電熱膜的絕緣載體，腔內涂覆遠紅外涂層，該涂層應延伸至一個左導電接觸環及導線(5)、一個右導電接觸環及導線(10)的安裝端面，提供加熱電流通路。
3.根據權利要求1所述的遠紅外腔內加熱恒溫氣體吸收池，其特征是左導電接觸環及導線(5)，左導熱硅橡膠O型密封圈(6)，擴束準直透鏡(7)，左O型密封圈(8)，以及左管狀壓緊件(9 )成串列形式，依靠左管狀壓緊件(9 )固定。
4.根據權利要求1所述的遠紅外腔內加熱恒溫氣體吸收池，其特征是右導電接觸環及導線(10)，右導熱硅橡膠O型密封圈(11)，聚焦透鏡(12)，溫度傳感器及其引線(13)，右O型密封圈(14)，以及右管狀壓緊件(15)成串列形式，依靠右管狀壓緊件(15)固定。
【文檔編號】G01N21/01GK203587489SQ201320399557
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年7月6日 優先權日:2013年7月6日
【發明者】曹建文, 曾定章 申請人:曹建文