一種激光氣體濃度測量探頭裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種激光氣體濃度測量探頭裝置，包括氣體反射光路單元（1），氣池外部結(jié)構(gòu)單元（2）、保護及機械固定單元（3），所述的氣池外部結(jié)構(gòu)單元包含有防塵外筒，防塵網(wǎng)，防塵棉，防塵外筒上蓋；所述的氣體反射光路單元包括準(zhǔn)直器支架，反射鏡托，不銹鋼棒，光纖準(zhǔn)直器固定帽，鏡片，不銹鋼管套，O型圈，頂圈、光纖頭以及密封橡膠圈；所述的保護及機械固定單元包括變送器外殼。本實用新型技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，有效的阻隔了粉塵等顆粒物進入激光器發(fā)射和反射鏡頭，同時變送器能對光纖起到較好的保護作用，另外機械固定單元使得安裝更加方便，適用于現(xiàn)場在線的氣體濃度測量，測量結(jié)果可靠性高。
【專利說明】一種激光氣體濃度測量探頭裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及激光探測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種激光氣體濃度測量設(shè)備的探頭裝置，具體涉及一種反射光路式激光氣體濃度測量探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(tunablediode laser absorption spectroscopy,TDLAS)技術(shù)利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器窄線寬和波長可調(diào)諧特性檢測氣體的單根分子吸收譜線，它與波長調(diào)制(WMS)技術(shù)及二次諧波檢測技術(shù)相結(jié)合，是一種高靈敏度、高選擇性、高可靠性、快速在線、受環(huán)境干擾因素較小、非接觸測量的氣體檢測技術(shù)，在石油化工、環(huán)境監(jiān)測、冶金、煤炭、燃氣管網(wǎng)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]光纖傳感技術(shù)具有抗電磁干擾、防燃防爆、可遠程控制等優(yōu)點。由于光纖傳輸損耗很小，氣體傳感器與檢測主機之間的距離可以相隔十幾甚至幾十公里，可實現(xiàn)長距離、多點的在線測量。由于傳感和傳輸?shù)亩际枪庑盘?，傳感網(wǎng)絡(luò)中沒有電氣連接，檢測信號不受電磁干擾，傳輸距離遠、覆蓋范圍廣。
[0004]《石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，氣體檢測器的有效覆蓋水平平面半徑，室內(nèi)為7.5米，室外為15米。在有效覆蓋面積內(nèi)，應(yīng)設(shè)置至少一臺檢測器。此外，在儲罐的進出料閥門組附近位置及可能存在泄漏氣體的機泵房、壓縮機房、灌瓶間閥組等應(yīng)當(dāng)分別設(shè)置氣體檢測儀。在環(huán)保領(lǐng)域，根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量檢測規(guī)范》的規(guī)定，國家環(huán)境空氣質(zhì)量評價點的設(shè)置數(shù)量應(yīng)按每25-30km2建成區(qū)面積設(shè)I個監(jiān)測站，并且不少于8個點。以天然氣或瓦斯氣體為例，它們的主要成分是甲烷，具有易燃易爆性，在采掘、運輸及使用過程中極易發(fā)生爆炸，實時監(jiān)測其濃度非常重要。在油氣儲罐區(qū)、氣源廠等檢測目標(biāo)分散在較大范圍區(qū)域的場合，以及在長距離油氣管網(wǎng)傳輸中，要經(jīng)濟、快速、可靠地對油氣的泄漏進行監(jiān)測，以最大限度地減少損失和對環(huán)境的污染，保證油氣管線的安全運行。
[0005]針對煤礦瓦斯、天然氣管道、化工廠等場所，現(xiàn)有氣體測量設(shè)備大部分都是單點測量。上述應(yīng)用的主要特點是安全監(jiān)測的范圍大，距離長，監(jiān)測場所分散，要求監(jiān)測精度高，快速可靠。本實用新型公開了能滿足上述要求的多點氣體參量實時監(jiān)測系統(tǒng)的探頭裝置。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供的一種反射光路式激光氣體濃度測量探頭。充分考慮了存在于煤礦井下的惡劣復(fù)雜環(huán)境，為實現(xiàn)氣體的高精度實時監(jiān)測提供了必要的條件。
[0007]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種激光氣體濃度測量探頭裝置，主要包括氣體反射光路單元、氣池外部結(jié)構(gòu)單元和保護及機械固定單元，其特征在于:所述的氣體反射光路單元包含有光纖頭的固定裝置，包括不銹鋼套管，光纖準(zhǔn)直器固定帽，O型圈，頂圈，準(zhǔn)直器支架，頂絲，以及光路部分，包括光纖頭(有兩個)，反射鏡片，反射鏡托，不銹鋼棒；所述的氣池外部結(jié)構(gòu)單元包括，防塵外筒，防塵筒上蓋，帶孔彈性鋼板，防塵網(wǎng)和防塵棉；所述的保護及機械固定單元包括變送器上蓋，變送器外殼。
[0008]所述的光路氣體檢測結(jié)構(gòu)為發(fā)射激光經(jīng)過光纖頭的其中一個后經(jīng)過反射鏡片反射后重新被光纖頭的第二個接收。
[0009]反射式光路的反射鏡片采用鍍金鏡片。
[0010]光路角度即光纖頭方向可一定范圍內(nèi)人工調(diào)節(jié)，每一個光纖頭均使用三個方向的頂絲進行固定，調(diào)節(jié)幅度大，使用靈活。
[0011]整體機構(gòu)設(shè)計緊湊，安全性高。殼體采用防爆結(jié)構(gòu)，既安全又能對光路起到很好的保護作用。
[0012]探頭光路外面設(shè)計有防塵外筒，防塵上蓋，防塵網(wǎng)加防塵棉。
[0013]準(zhǔn)直器支架設(shè)計巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊又能實現(xiàn)靈活可調(diào)的功能。
[0014]結(jié)構(gòu)設(shè)計充分考慮到了安裝方便的問題。設(shè)計有相應(yīng)的安裝工具。
[0015]結(jié)構(gòu)密封性好，防爆防振。
[0016]系統(tǒng)設(shè)計時符合國標(biāo)，使用方便，比如防爆殼體選擇常用的尺寸及標(biāo)準(zhǔn)，方便的同時降低了成本。
[0017]對于光纖頭設(shè)計有緊密配合的鋼套，起到保護作用。同時在安裝時使用高性能膠固定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實用新型的主視剖面圖。
[0020]圖3為本實用新型的爆炸視圖。
【具體實施方式】
[0021]一種激光氣體濃度測量探頭裝置，主要包括氣體反射光路單元(I)、氣池外部結(jié)構(gòu)單元(2)和保護及機械固定單元(3)，其特征在于:所述的氣體反射光路單元(I)包含有光纖頭(5)(有兩個)，其中一個發(fā)射激光經(jīng)過反射鏡片(11)反射到另一個光纖頭(5)被接收；光纖頭被光纖準(zhǔn)直器所固定，光纖準(zhǔn)直器及其固定裝置包括不銹鋼套管(4)，光纖準(zhǔn)直器固定帽(6)，0型圈(8)，頂圈(9)，準(zhǔn)直器支架(19)，頂絲(20)，其中頂絲(20)用來調(diào)節(jié)光纖頭
(5)發(fā)射和接收激光的對準(zhǔn)；所述的反射鏡片(11)由反射鏡托(13)來固定，所述的光路中有不銹鋼棒(16)作為支撐；所述的氣池外部結(jié)構(gòu)單元(2)包括，防塵外筒(10)，防塵筒上蓋(12)，帶孔彈性鋼板(14)，防塵網(wǎng)和防塵棉(15);所述的保護及機械固定單元(3)包括變送器外殼(18)，上邊有變送器上蓋(17)。
[0022]所述的反射式光路為發(fā)射激光經(jīng)過光纖頭(5)的其中一個后經(jīng)過反射鏡片(11)反射后經(jīng)過反射鏡片(11)反射后重新被光纖頭(5 )的第二個接收，并且反射鏡片(11)采用鍍金鏡片。其中光路角度即光纖頭方向可一定范圍內(nèi)人工調(diào)節(jié)，每一個光纖頭(5)均使用三個方向的頂絲(20)進行固定，調(diào)節(jié)幅度大，使用靈活。
[0023]所述的探頭光路外面設(shè)計有防塵外筒(10)，防塵上蓋(12)，防塵網(wǎng)和防塵棉(15)，充分防止灰塵等雜物進入光路影響檢測精度。所述的變送器的殼體(18)采用防爆結(jié)構(gòu)，既安全又能對光纖起到很好的保護作用，并且變送器和氣池外殼相接的部位結(jié)構(gòu)設(shè)計充分考慮到了安裝方便的問題，并且設(shè)計有相應(yīng)的安裝工具如扳手(7)。
【權(quán)利要求】
1.一種激光氣體濃度測量探頭裝置，主要包括氣體反射光路單元(I)、氣池外部結(jié)構(gòu)單元(2)和保護及機械固定單元(3)，其特征在于:所述的氣體反射光路單元(I)包含有光纖頭(5)，其中一個發(fā)射激光經(jīng)過反射鏡片(11)反射到另一個光纖頭(5)被接收；光纖頭被光纖準(zhǔn)直器所固定，光纖準(zhǔn)直器及其固定裝置包括不銹鋼套管(4)，光纖準(zhǔn)直器固定帽(6)，O型圈(8)，頂圈(9)，準(zhǔn)直器支架(19)，頂絲(20)，其中頂絲(20)用來調(diào)節(jié)光纖頭(5)發(fā)射和接收激光的對準(zhǔn)；所述的反射鏡片(11)由反射鏡托(13)來固定，所述的光路中有不銹鋼棒(16)作為支撐；所述的氣池外部結(jié)構(gòu)單元(2)包括，防塵外筒(10)，防塵筒上蓋(12)，帶孔彈性鋼板(14)，防塵網(wǎng)和防塵棉(15);所述的保護及機械固定單元(3)包括變送器外殼(18)，上邊有變送器上蓋(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光氣體濃度測量探頭裝置，其特征在于:所述的光路氣體檢測結(jié)構(gòu)為發(fā)射激光經(jīng)過光纖頭(5)的其中一個后經(jīng)過反射鏡片(11)反射后重新被光纖頭(5)的第二個接收。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光氣體濃度測量探頭裝置，其特征在于:反射式光路的反射鏡片(11)采用鍍金鏡片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光氣體濃度測量探頭裝置，其特征在于:光路角度即光纖頭方向可人工調(diào)節(jié)，每一個光纖頭(5)均使用三個方向的頂絲(20)進行固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光氣體濃度測量探頭裝置，其特征在于:殼體(18)采用防爆結(jié)構(gòu)，既安全又能對光纖起到很好的保護作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光氣體濃度測量探頭裝置，其特征在于:探頭光路外面設(shè)計有防塵外筒(10)，防塵上蓋(12)，防塵網(wǎng)和防塵棉(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光氣體濃度測量探頭裝置，其特征在于:對于光纖頭設(shè)計有緊密配合的不銹鋼套管(4)，起到保護作用，同時在安裝時使用膠固定。
【文檔編號】G01N21/39GK203732440SQ201320871330
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】呂鐵良, 董曉舟, 馬傳敏, 楊傳保, 張揚 申請人:北京航星網(wǎng)訊技術(shù)股份有限公司