[发明专利]一种原位对射式激光监测烟道内气体的光学收发系统

说明书

本发明公开了一种原位对射式激光监测烟道内气体的光学收发系统，该系统包括光学收发装置；所述的光学收发装置由相对设置的激光发射装置和激光接收装置组成；所述的激光发射装置包括光路防护筒和设在该光路防护筒近端的激光发射模块，所述的激光接收装置包括另一光路防护筒和设在该另一光路防护筒近端的光电探测模块；所述的光路防护筒自近端至远端包括相互连接的连接段和延伸段，其特征在于，所述的光路防护筒还包括设在连接段与延伸段之间的光路调节段；所述的光路调节段包括一段金属波纹管和四只调节螺杆；所述的光路防护筒的连接段与所述光路调节段相对的一头设有固定法兰，另一头设有活动法兰，两者由合页铰接在一起。

技术领域

本发明涉及便于进行光学测试的装置或仪器，特别涉及防止光学装置的部件沾污或光路障碍的装置。

背景技术

针对日益严峻的大气污染现状，各国均非常重视监控火电厂、冶金厂、化工厂和水泥厂等固定污染源的烟气排放，国家环保部门也都纷纷制定和颁布了相关的排放标准，致力于控制工业固定污染锅炉的烟气污染。近年来，国内外开展了大量的光谱学检测技术应用在大气污染气体检测的相关研究工作，光谱学检测技术具有高精度、响应速度快、非接触式测量等诸多优点。环保部门通过对污染气体排放烟道实时连续监测实现对火电厂、冶金厂、化工厂和水泥厂等固定污染源的烟气排放的监管。

烟道排放污染物的测量方式主要有抽取式和原位式测量两种，其中抽取式检测方式采用专用的加热采样探头将烟气从烟道中抽出，经伴热传输及必要的预处理后进入检测单元，通常要求的预处理系统非常复杂，且检测单元要求严密性高，且对于如二氧化硫、氨气等易吸附气体，抽取到检测单元内的气体成分会发生损失，导致检测误差极大。相对于抽取式，原位式测量方式直接将光学收发装置安装在烟道上，使测量光穿过被测烟气直接进行检测的方法，结构简单、安装方便，无需复杂的预处理系统，响应时间快，测量结果更具有真实性。

申请公布号为CN103575659A的发明专利申请公开的“一种用于对烟道中烟气进行检测的装置”即为一种原位检测烟气的装置，该装置由激光发射装置和激光接收装置组成，两者均具有一由管体和连接管串联形成的光路防护筒，其中管体的远端设有形成与光路防护筒轴线垂直的气帘的气嘴，连接管侧壁上设有连通官腔和压力气源的管接口，通入压缩空气后可在光路防护筒内形成正压，并在光路防护筒的远端出口部位形成隔绝烟气的气帘，两者共同作用能有效的防止烟道内烟气对光学器件造成污染。但是该专利申请所述方案尚存在以下不足：1、缺少光路调节机构，安装难度大；2、激光发射装置中的激光发射组件和激光接收装置中的激光接收组件与各自的光路防护筒之间都是固定连接的，拆开清洗时必须要重新校准光路，不仅费时费力，而且还需要一定的专业技能才能完成；3、缺少控制所述气帘流速的控制手段，且在第一、二管体10、10’(相当于光路防护筒)的内管壁上设置连通第一、二管体10、10’管腔与夹腔的(多个)通孔12(见其说明书第[0011]段和图2)，无法保证所述“夹腔”内空气的压力，因此所述的气帘虽然可隔绝烟气，但其沿光路防护筒轴向流动的空气会冲进烟道而改变光路上的烟气浓度，进而严重影响监测结果的准确性。

授权公告号为CN 203870006 U的实用新型专利申请公开的“一种带仪器法兰的原位式激光气体分析仪”，该气体分析仪的光路防护筒上设有光路调节段，所述光路调节段包括一对仪器法兰，该一对仪器法兰上设有一拧紧螺栓和两只光斑位置调节螺栓，通过调节拧紧螺栓和光斑位置调节螺栓松紧程度对光斑进行左右位置和上下位置的调节。然而上述光斑位置调节方案的调节范围比较小，若装置安装时发射单元和接受单元的轴线偏离较大，则可能无法校准光路。此外，该实用新型明显存在拆开清洗时必须要重新校准光路和沿光路防护筒轴向流动的空气会冲进烟道而改变光路上的烟气浓度的不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种原位对射式激光监测烟道内气体的光学收发系统，该光学收发系统具有激光角度调节范围大，光学器件的清洗工作简单方便的优点。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：