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），氣池外部結構單元（2）、保護及機械固定單元（3），所述的氣池外部結構單元包含有防塵外筒，防塵網，防塵棉，防塵外筒上蓋；所述的氣體反射光路單元包括準直器支架，反射鏡托，不銹鋼棒，光纖準直器固定帽，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。本實用新型技術與現有技術相比，有效的阻隔了粉塵等顆粒物進入激光器發射和反射鏡頭，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，適用于現場在線的氣體濃度測量，測量結果可靠性高。
【專利說明】一種激光氣體濃度測量探頭裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及激光探測【技術領域】，特別是一種激光氣體濃度測量設備的探頭裝置，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】
[0002]可調諧半導體激光吸收光譜(tunablediode laser absorption spectroscopy,TDLAS)技術利用可調諧半導體激光器窄線寬和波長可調諧特性檢測氣體的單根分子吸收譜線，它與波長調制(WMS)技術及二次諧波檢測技術相結合，是一種高靈敏度、高選擇性、高可靠性、快速在線、受環境干擾因素較小、非接觸測量的氣體檢測技術，在石油化工、環境監測、冶金、煤炭、燃氣管網等領域中得到了廣泛應用。
[0003]光纖傳感技術具有抗電磁干擾、防燃防爆、可遠程控制等優點。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，可實現長距離、多點的在線測量。由于傳感和傳輸的都是光信號，傳感網絡中沒有電氣連接，檢測信號不受電磁干擾，傳輸距離遠、覆蓋范圍廣。
[0004]《石油化工企業可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》規定，氣體檢測器的有效覆蓋水平平面半徑，室內為7.5米，室外為15米。在有效覆蓋面積內，應設置至少一臺檢測器。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、灌瓶間閥組等應當分別設置氣體檢測儀。在環保領域，根據《環境空氣質量檢測規范》的規定，國家環境空氣質量評價點的設置數量應按每25-30km2建成區面積設I個監測站，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生爆炸，實時監測其濃度非常重要。在油氣儲罐區、氣源廠等檢測目標分散在較大范圍區域的場合，以及在長距離油氣管網傳輸中，要經濟、快速、可靠地對油氣的泄漏進行監測，以最大限度地減少損失和對環境的污染，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，現有氣體測量設備大部分都是單點測量。上述應用的主要特點是安全監測的范圍大，距離長，監測場所分散，要求監測精度高，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測系統的探頭裝置。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在于克服現有技術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雜環境，為實現氣體的高精度實時監測提供了必要的條件。
[0007]本實用新型的目的是這樣實現的: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、氣池外部結構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，光纖準直器固定帽，O型圈，頂圈，準直器支架，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；所述的氣池外部結構單元包括，防塵外筒，防塵筒上蓋，帶孔彈性鋼板，防塵網和防塵棉；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構為發射激光經過光纖頭的其中一個后經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人工調節，每一個光纖頭均使用三個方向的頂絲進行固定，調節幅度大，使用靈活。
[0011]整體機構設計緊湊，安全性高。殼體采用防爆結構，既安全又能對光路起到很好的保護作用。
[0012]探頭光路外面設計有防塵外筒，防塵上蓋，防塵網加防塵棉。
[0013]準直器支架設計巧妙，結構緊湊又能實現靈活可調的功能。
[0014]結構設計充分考慮到了安裝方便的問題。設計有相應的安裝工具。
[0015]結構密封性好，防爆防振。
[0016]系統設計時符合國標，使用方便，比如防爆殼體選擇常用的尺寸及標準，方便的同時降低了成本。
[0017]對于光纖頭設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為本實用新型的結構示意圖。
[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)、氣池外部結構單元(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)，其中一個發射激光經過反射鏡片(11)反射到另一個光纖頭(5)被接收；光纖頭被光纖準直器所固定，光纖準直器及其固定裝置包括不銹鋼套管(4)，光纖準直器固定帽(6)，0型圈(8)，頂圈(9)，準直器支架(19)，頂絲(20)，其中頂絲(20)用來調節光纖頭
(5)發射和接收激光的對準；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；所述的氣池外部結構單元(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射激光經過光纖頭(5)的其中一個后經過反射鏡片(11)反射后經過反射鏡片(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人工調節，每一個光纖頭(5)均使用三個方向的頂絲(20)進行固定，調節幅度大，使用靈活。
[0023]所述的探頭光路外面設計有防塵外筒(10)，防塵上蓋(12)，防塵網和防塵棉(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)采用防爆結構，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構設計充分考慮到了安裝方便的問題，并且設計有相應的安裝工具如扳手(7)。
【權利要求】
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)、氣池外部結構單元(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)，其中一個發射激光經過反射鏡片(11)反射到另一個光纖頭(5)被接收；光纖頭被光纖準直器所固定，光纖準直器及其固定裝置包括不銹鋼套管(4)，光纖準直器固定帽(6)，O型圈(8)，頂圈(9)，準直器支架(19)，頂絲(20)，其中頂絲(20)用來調節光纖頭(5)發射和接收激光的對準；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；所述的氣池外部結構單元(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.根據權利要求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構為發射激光經過光纖頭(5)的其中一個后經過反射鏡片(11)反射后重新被光纖頭(5)的第二個接收。
3.根據權利要求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.根據權利要求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節，每一個光纖頭(5)均使用三個方向的頂絲(20)進行固定。
5.根據權利要求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)采用防爆結構，既安全又能對光纖起到很好的保護作用。
6.根據權利要求1所述的一種激光氣體濃度測量探頭裝置，其特征在于:探頭光路外面設計有防塵外筒(10)，防塵上蓋(12)，防塵網和防塵棉(15)。
7.根據權利要求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 優先權日:2013年12月27日
【發明者】呂鐵良, 董曉舟, 馬傳敏, 楊傳保, 張揚 申請人:北京航星網訊技術股份有限公司