[发明专利]一种在线一氧化碳分析仪和加热炉燃烧控制系统

权利要求书

1.一种在线一氧化碳分析仪，其特征在于：包括发射单元、接收单元、吹扫单元和控制单元；其中发射单元包括红外激光光源和斩波器，接收单元包括滤波气体池、滤光片、凸透镜和探测器，发射单元和接收单元通过法兰安装在加热炉烟囱两侧；发射单元与接收单元的光路在同一直线上，发射单元光路末端设置透光晶片进行密封，接收单元光路起始端设置透光晶片进行密封；吹扫单元设置吹扫管路和正压管路，吹扫管路分别连接发射单元和接收单元的透光晶片与法兰之间，正压管路分别连接发射单元和接收单元；控制单元通过连接电缆与发射单元和接收单元分别连接；所述的发射单元（12）：红外激光光源（1）连续发射出中红外激光，再经过高速旋转的斩波器（2）后连续红外光按照通过-斩断-通过的方式被调制成脉冲光，然后通过加热炉烟囱（3）中的烟气，红外光强度经过烟气中一氧化碳吸收后强度减弱；

所述的接收单元（13）：从加热炉烟囱（3）透射过来的的红外光依次通过滤波气体池（4）、滤光片（5）、凸透镜（6）和探测器（7），其光路与发射单元（12）的光路（8）在同一轴线上；所述的控制单元（14）：通过连接电缆（15）连接到发射单元（12）和接收单元（13）上，监测红外激光光源（1）工作电流强度、斩波器（2）转数、滤波气体池（4）转数和探测器（7）输出电压信号强度，换算滤波气体池（4）的氮气气体池和一氧化碳气体池的激光强度，然后计算出烟气中的一氧化碳浓度，能够实时输出测定结果的电流信号，以对加热炉燃烧状态的监控和调整；所述的吹扫单元（16）：仪表风从进口（17）引入，经调整压力后，通过吹扫管路（18）吹扫透光晶片（9）表面，通过正压管路（19）为发射单元（12）和接收单元（13）实现正压；所述的滤波气体池包括气体池压盖螺丝、压盖、硅胶垫片、氟化钙窗口、密封圈、池体、进气密封螺丝、分隔横梁、氮气气体池和一氧化碳气体池；滤波气体池池体为圆筒结构，通过分隔横梁沿圆筒轴向分为两部分，一侧为氮气气体池，另一侧为一氧化碳气体池；氮气气体池和一氧化碳气体池的轴向两端均设有密封圈沟槽，密封圈置于密封圈沟槽内，氟化钙窗口置于密封圈上，硅胶垫片置于氟化钙窗口上，硅胶垫片对应于气体池内部的部分采用镂空设计，通过压盖螺丝将压盖、硅胶垫片和氟化钙窗口安装在气体池池体上；氮气气体池和一氧化碳气体池的侧壁中央均设有进气口，氮气气体池和一氧化碳气体池充完相应气体后采用进气密封螺丝和密封圈将进气口密封；所述的滤波气体池的轴向一端装入到滚珠轴承，另一端需要装上由电机带动的皮带，使滤波气体池能够快速自由地沿轴心转动，气体池能够以4～12转/秒的转速快速转动；所述的红外激光光源发射的红外激光光斑直径约为每个气体池最窄宽度的三分之一，在气体池转动过程中，红外激光光斑一次只能通过一个气体池，红外激光光斑不断地在两个气体池中轮流通过。

2.按照权利要求1所述的在线一氧化碳分析仪，其特征在于：所述的红外激光光源采用量子级联激光器。

3.按照权利要求1所述的在线一氧化碳分析仪，其特征在于：所述的透光晶片、滤光片和凸透镜的材质均采用在中红外波段附近透光良好的单晶氟化钙材料。

4.按照权利要求1所述的在线一氧化碳分析仪，其特征在于：所述的滤波气体池池体采用重量轻且硬度高的铝合金材料。

5.按照权利要求1所述的在线一氧化碳分析仪，其特征在于：所述的滤波气体池的氟化钙窗口采用在4.65微米附近波段透光良好的单晶氟化钙晶体。

6.按照权利要求1所述的在线一氧化碳分析仪，其特征在于：所述的密封圈均采用耐高温和密封性能优良的O型氟橡胶密封圈。

7.按照权利要求1所述的在线一氧化碳分析仪，其特征在于：所述的吹扫单元采用仪表风，经过流量和压力设定通过正在管路对发射单元和接收单元内部进行吹扫，使其内部压力达到设计要求100Pa，通过压差开关指示内部压力状态，并控制仪器的运转状态；通过吹扫管路在透光晶片和接口法兰之间用洁净气体吹扫，防止透光晶片污染。