一种免维护型烟气在线监测用光学气室的制作方法

1.本实用新型涉及烟气的光学检测领域，特别涉及一种免维护型烟气在线监测用光学气室。


背景技术：

2.热湿法的烟气在线监测光学气室在工作过程中需要抽取样气进入光学气室再对有害气体的浓度进行光谱分析。而进入光学气室的各种气体（如氯化氢、氨气与水蒸气）会进行化学反应形成铵盐结晶物附着在气室内的光学镜片表面，或进入光学气室的油性物质、vocs物质会附着在气室内的镜片表面。附着在气室内镜片表面的固态物质会造成光学气室内的镜片通光性能下降，甚至会干扰光谱谱线，造成测量结果不准确。
3.由于传统的热湿法的烟气在线监测光学气室在经过一段时间的使用后，光学气室内的镜片表面会被被测烟气污染，因此传统的烟气在线监测光学气室一般在镜片附近会设有维护窗口，在使用一段时间后通过维护窗口来擦拭镜片表面的污染物。这种传统的光学气室既耗费人工成本，工作时性能也不稳定。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是现有烟气在线监测用光学气室需要经常维护耗费人力的问题，为此，本实用新型提出了一种免维护型烟气在线监测用光学气室。
5.针对上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种免维护型烟气在线监测用光学气室，包括：第一壳体，所述第一壳体上设有烟气导引部，所述烟气导引部用于将被测烟气导引至所述第一壳体内部，所述第一壳体设有第一烟气出口；第二壳体，所述第二壳体套设于所述第一壳体外部并与所述第一壳体具有间隙；所述第二壳体上设有至少一个光学镜片，所述光学镜片与所述第一烟气出口相对并间隔设置，所述第二壳体还设有保护气导引部以及总出气口，所述保护气导引部用于将保护气导引至所述光学镜片与所述第一烟气出口之间的混合区域，所述总出气口用于将混合后的保护气与待测烟气导引至所述第二壳体外侧。
7.本实用新型的部分实施方式中，所述光学镜片与所述保护气导引部设置于所述第二壳体的同一侧壳壁上。
8.本实用新型的部分实施方式中，所述烟气导引部为连接于所述第一壳体的壳壁上的第一导引管。
9.本实用新型的部分实施方式中，所述第二壳体上设有连接孔，所述第一导引管穿过所述连接孔并与所述第二壳体焊接连接。
10.本实用新型的部分实施方式中，所述第一壳体在相对的两端分别设置所述第一烟气出口，所述第二壳体在与所述第一烟气出口相对的两个壳壁上分别设置所述光学镜片以及所述保护气导引部。
11.本实用新型的部分实施方式中，所述烟气导引部位于所述第一壳体的中部，所述
总出气口位于所述第二壳体的中部。
12.本实用新型的部分实施方式中，所述第二壳体位于所述混合区域的部分内壁与所述第一烟气出口的形状及大小匹配。
13.本实用新型的部分实施方式中，所述第二壳体包括通过台肩过渡的第一部分和第二部分，所述台肩位于所述混合区域，所述第二部分的内壁与所述第一烟气出口的形状及大小匹配。
14.本实用新型的部分实施方式中，所述保护气导引部为焊接于所述第二壳体的壳壁上的第二导引管。
15.本实用新型的部分实施方式中，所述第二导引管设置于所述第二壳体的壳壁中部，所述壳壁上安装至少两个所述光学镜片，两个所述光学镜片分别位于所述第二导引管的相对两侧。
16.本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
17.本实用新型提供的免维护型烟气在线监测用光学气室设置有位于内侧的第一壳体和位于外侧的第二壳体，待测烟气通过烟气导引部进入内侧的第一壳体内，并在第一壳体的第一烟气出口与所述光学镜片之间引入保护气，光学镜片表面被洁净的保护气体保护，避免经过第一烟气出口的待测烟气污染光学镜片，待测烟气与保护气混合后经总出气口排出；上述光学气室的结构使测量结果准确性较高，且不需要维护也不需要留有供擦拭镜片的维护窗口，结构简单，节省了人工成本。
附图说明
18.下面将通过附图详细描述本实用新型中优选实施例，将有助于理解本实用新型的目的和优点，其中:
19.图1为本实用新型的免维护型烟气在线监测用光学气室的一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
24.如图1所示为本实用新型提供的免维护型烟气在线监测用光学气室（以下简称光学气室）的一种具体实施方式。该光学气室用于对锅炉、烟囱产生的烟气进行在线光学检测，其将待测烟气导引至该光学气室，待测烟气经过位于光学气室的光学镜片，实现了对待测烟气的成分、浓度等项目的在线检测。
25.该光学气室包括：第一壳体10以及套设于所述第一壳体10外部并与所述第一壳体10具有间隙的第二壳体20；其中，所述第一壳体10上设有烟气导引部，所述烟气导引部用于将被测烟气导引至所述第一壳体10内部，所述第一壳体10设有第一烟气出口12；所述第二壳体20上设有至少一个光学镜片30，所述光学镜片30与所述第一烟气出口12相对并间隔设置，所述第二壳体20还设有保护气导引部以及总出气口22，所述保护气导引部用于将保护气导引至所述光学镜片30与所述第一烟气出口12之间的混合区域a，所述总出气口22用于将混合后的保护气与待测烟气导引至所述第二壳体20外侧。
26.上述光学气室中，设置内外套设的两个壳体，待测烟气通过烟气导引部进入内侧的第一壳体10内，并在第一壳体10的第一烟气出口12与所述光学镜片30之间设置保护气导引部以将保护气引入，该保护气可以是经干燥过滤处理的空气，也可以是被测烟气经过滤及冷凝处理的尾气。光学镜片30表面被洁净保护气体保护，避免经过第一烟气出口12的待测烟气污染光学镜片30，待测烟气与保护气混合后经总出气口22排出；上述光学气室的结构使测量结果准确性较高，且不需要维护也不需要留有供擦拭镜片的维护窗口，结构简单，节省了人工成本。
27.所述保护气导引部的设置位置不唯一；一种实施方式中，所述保护气导引部与所述光学镜片30分别设置在所述第二壳体20的不同侧壳壁上，所述保护气的流入方向与所述待测烟气的流入方向接近垂直，这种方式中，保护气从所述光学镜片30的一侧流向另一侧，容易导致光学镜片30上的保护气分布不够均匀。因此，另一种实施方式中，如图1所示，所述光学镜片30与所述保护气导引部设置于所述第二壳体20的同一侧壳壁上，这样，所示保护气导引部与所述第一烟气出口12相对设置，保护气的流入方向与待测烟气的流出方向相对设置，保护气在光学镜面上分布均匀，保护效果较好。
28.具体地，所述第一壳体10与所述第二壳体20成型为管体，所述烟气导引部为连接于所述第一壳体10的壳壁上的第一导引管11，更具体地，所述第一导引管11与所述第一壳体10焊接连接，所述第一导引管11与第一壳体10垂直相交。
29.具体地，所述第二壳体20上设有连接孔23，所述第一导引管11穿过所述连接孔23并与所述第二壳体20焊接连接。所述第一导引管11一方面将被测烟气导引至第一壳体10内侧，另一方面实现了第一壳体10与第二壳体20的连接，连接方式简单可靠。
30.具体地，所述第一壳体10在相对的两端分别设置所述第一烟气出口12，所述第二壳体20在与所述第一烟气出口12相对的两个壳壁上分别设置所述光学镜片30以及保护气导引部。通过在第二壳体20两侧分别设置光学镜片30实现了对被测烟气的快速检测。
31.具体地，为了使被测烟气较为均匀地流入所述第一壳体10内部，所述烟气导引部位于所述第一壳体10的中部，所述总出气口22位于所述第二壳体20的中部。这样，烟气可以通过第一壳体10的中间部位流向两侧区域并经过第一壳体10与第二壳体20的间隙流至位
于第二壳体20中部的总出气口22。上述布置方式使位于第一壳体10内的烟气较为均匀地流动，使测量结果准确度较高。
32.具体地，为了使待测烟气与保护气的混合状态稳定，所述第二壳体20位于所述混合区域a的部分内壁与所述第一烟气出口12的形状及大小匹配。具体地，所述第二壳体20包括管壁内径不等的第一部分20a和第二部分20b，其中，第一部分20a的管壁内径大于第二部分20b的管壁内径。第二部分20b的管壁与第一烟气出口12的形状及大小相等。通过在第二壳体20两端留有与第一壳体10截面积相等的一段区域，使保护气与被测烟气的气体流动速度恒定且相近，两种气体在混合区域的状态比较稳定。
33.所述第一部分20a与所述第二部分20b通过台肩20c过渡。其中，所述台肩20c位于所述混合区域a，所述台肩20c与所述第一烟气出口12之间设有间隙，以使混合后的待测烟气及保护气沿该间隙流至总出气口22处。
34.所述保护气导引部的结构形式不唯一，一种实施方式中，所述保护气导引部为设置于所述第二壳体20壳壁上的管接头；另一种实施方式中，所述保护气导引部为焊接于所述第二壳体20的壳壁上的第二导引管21。
35.所述第二导引管21设置于所述第二壳体20的壳壁中部，所述第二壳体20在与所述第一烟气出口12相对的每一侧壳壁上分别设置两个所述光学镜片30，两个所述光学镜片30分别位于所述第二导引管21的上侧和下侧。将所述第二导引管21设置于壳壁的中部，可以使保护气较为均匀地流动至光学镜片30的周围，使光学镜片30得到有效保护，长期使用也不会被被测烟气污染。
36.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。