高温气体遥感探测装置

技术领域

本发明属于高温气体探测检测领域，特别涉及一种高温气体遥感探测装置。

背景技术

燃料燃烧产生的高温烟气存在于锅炉炉膛、工业炉窑、燃气轮机、发动机等各类能源动力装置中。为了提高高温烟气的过滤效果，需要了解高温烟气的成分。现场检测由于现场温度较高，对检测带来了不利影响。因此，对于高温烟气通常采用非接触式烟气检测方法。因此为了避免接触式高温检测对工作人员带来的上海，常用非接触式检测方法，非接触式测量方法有，干涉法、喇曼散射法、相干反斯托克斯喇曼散射法、分吸收光谱技术和激光诱导荧光光谱技术等方法。其中，干涉法、喇曼散射法、相干反斯托克斯喇曼散射法只能够用于测量气体温度；差分吸收光谱技术和激光诱导荧光光谱技术等方法能够用于测量气体组分浓度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高温气体遥感探测装置。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种高温气体遥感探测装置，包括：

支架；支架顶部中间部位设置有立柱；

立柱上设置有气体探测器包括机体及机体内的气体检测装置，激光发射装置、光学反射装置、接收装置及计算机；

气体检测装置，用于检测高温气体的温度及成分组成；

激光发射装置，用于向高温气体中发出各气体组分波长范围内的合光束；

光学反射装置，用于反射穿过高温气体后携带高温气体信号的合光束；

接收装置，用于接收反射后携带高温气体信号的合光束，并进行处理得到高温气体的二次谐波信号；

计算机，连接接收装置。

进一步地，立柱上自上而下依次套装有翻转件、安装板及第一限位板；

安装板顶部固定有外筒，翻转件底部固定有与外筒相配合的内筒，内筒插入到外筒内；

翻转件上通过转轴安装有安装座；转轴一端与电机的输出端连接；

安装座上设置有气体探测器。

进一步地，安装座上设置有若干个减震装置；减震装置上固定有气体探测器。

进一步地，减震装置包括设置在第二安装座顶部的凹槽，气体探测器底部设置有与活动套相配合的凹槽，凹槽内设置有固定柱；

凹槽顶部设置有第二限位板，固定座底部设置有第三限位板；

第二限位板的内径等于固定柱的外径；第三限位板的外径大于第二限位板的外径；

固定柱外围套装有压缩弹簧，压缩弹簧一端与第二限位板顶部固定连接，另一端与凹槽顶部固定连接。

进一步地，气体检测装置包括依次串接电容电极板、电容电流转换电路、信号调理电路和A/D转换器后与计算机。

进一步地，还包括信号发生装置，用于接收计算机传来的气体成分组成，并产生锯齿波，传输给激光发射装置，使得激光发生装置产生调频光束。

进一步地，接收装置包括：

滤光阵列单元，包括并列设置的若干滤光片，用于对携带不同波长气体组分信号或标准气体信号的合束光进行分光和滤光；

半导体光电探测器组，包括若干半导体光电探测器，半导体光电探测器用于探测滤光后携带相应波长气体组分信号或标准气体信号的合束光信号；

信号采集处理单元，分别连接半导体光电探测器组和计算机。

进一步地，支架顶部中间部位设置有第一安装座，第一安装座内设置有第一电机；立柱深入到第一安装座内，与第一电机的输出端连接。

进一步地，转轴一端设置有第二电机，第二电机的输出端与转轴连接。

本发明提出了一种高温气体遥感探测装置，具有以下优点：

1)本发明高温气体进入到气体检测装置中，由气体检测装置检测气体温度及成分，并发送至计算机，计算机根据高温气体成分控制激光发射装置发出各成分的波长范围的合光束；合光束进入到光学反射装置中，光学反射装置反射穿过高温气体后携带高温气体信号的合光束，合光束进入到接收装置，接收装置接收反射后携带高温气体信号的合光束，并进行处理得到高温气体的二次谐波信号，通过无线或有线方式发送至计算机，计算机根据得到的二次谐波信号，计算待测高温气体中各组分的浓度。

2)本发明的探测装置能够同时测量高温气体的温度及成分，利于后续过滤工作。

附图说明

图1为本发明一种高温气体遥感探测装置的结构示意图；

图2为图1的分体结构示意图；

图3为图2中A-A放大图。

图中：1-支架；2-立柱；3-翻转件；4-安装板；5-第一限位板；6-气体探测器；7-齿轮；8-外筒8；9-内筒；10、第二安装座；11-凹槽；12-固定柱；13、第二限位板；14、第三限位板。

具体实施方式

结合图1-3，本发明为一种高温气体遥感探测装置，包括支架1；支架1顶部中间部位设置有立柱2；立柱2上设置有气体探测器6包括机体及机体内的气体检测装置，激光发射装置、光学反射装置、接收装置及计算机。

其中，气体探测器6包括机体及机体内的气体检测装置，激光发射装置、光学反射装置、接收装置及计算机；气体检测装置，用于检测高温气体的温度及成分组成；激光发射装置，用于向高温气体中发出各气体组分波长范围内的合光束；光学反射装置，用于反射穿过高温气体后携带高温气体信号的合光束；接收装置，用于接收反射后携带高温气体信号的合光束，并进行处理得到高温气体的二次谐波信号；计算机，连接接收装置。

应用时，高温气体进入到气体检测装置中，由气体检测装置检测气体温度及成分，并发送至计算机，计算机根据高温气体成分控制激光发射装置发出各成分的波长范围的合光束；合光束进入到光学反射装置中，光学反射装置反射穿过高温气体后携带高温气体信号的合光束，合光束进入到接收装置，接收装置接收反射后携带高温气体信号的合光束，并进行处理得到高温气体的二次谐波信号，通过无线或有线方式发送至计算机，计算机根据得到的二次谐波信号，计算待测高温气体中各组分的浓度。

另外，还包括信号发生装置，用于接收计算机传来的气体成分组成，并产生锯齿波，传输给激光发射装置，使得激光发生装置产生调频光束。

气体检测装置，用于检测高温气体的温度及成分组成气体检测装置包括依次串接电容电极板、电容电流转换电路、信号调理电路和A/D转换器后与计算机。通过电容电极板后改变极板内的介电常数，改变电容大小，通过电容电流转换电路转换成电流信号，并经过信号调理电路、A/D转换器输入到计算机，得到高温气体的组分。

接收装置包括：滤光阵列单元，包括并列设置的若干滤光片，用于对携带不同波长气体组分信号或标准气体信号的合束光进行分光和滤光；半导体光电探测器组，包括若干半导体光电探测器，半导体光电探测器用于探测滤光后携带相应波长气体组分信号或标准气体信号的合束光信号；信号采集处理单元，分别连接半导体光电探测器组和计算机。其中，滤光片用于过滤对应特定波长的光，滤光阵列单元用于将携带不同波长尾气信号或标准气体信号的合束光分光成各自波长的光并滤除相应杂散光后，得到滤光后携带尾气信号或标准气体信号的合束光。半导体光电探测器用于探测滤光后携带不同波长尾气信号或标准气体信号的合束光信号。信号采集处理单元用于对合束光信号进行放大和滤波处理，提取出各尾气组分或标准气体的二次谐波信号并发送至计算机。

立柱2上自上而下依次套装有翻转3件、安装板4及第一限位板5。

其中翻转3件能够带动与其转动连接的第二安装座10转动，使得气体探测器6能够上下翻转3，利于气体探测器6多角度地对高温气体进行探测。

安装板4能够带动气体探测器6旋转，利于气体探测器6对高温气体进行探测。

第一限位板5对安装板4起到限位作用。

其中为了利于安装板4绕着立柱2转动，限位板顶部设置有环形轨道，环形轨道上设置有滑块，滑块能够沿着环形轨道转动；安装板4底部与滑块顶部固定连接，进而利于转动板转动。

其中，为了能够实现安装板4自动旋转，支架1顶部中间部位设置有第一安装座，立柱2固定在第一安装座上，第一安装座上还设置有第一电机，第一电机的输出端设置有齿轮7，安装板4上设置有与齿轮7相啮合的齿面；进而使得第一电机工作过程中，能够使得带动安装板4绕着立柱2转动。

转轴一端设置有第二电机，第二电机的输出端与转轴连接，第二电机驱动转轴转动，使得翻转3件上下翻转3。

安装板4顶部固定有外筒8，翻转3件底部固定有与外筒8相配合的内筒9，内筒9插入到外筒8内。其中，翻转3件底部还设置有环形凹槽11，环形凹槽11与外筒8卡接配合，利于翻转3件转动，使得气体探测器6实现上下、水平旋转，利于气体探测器6全方位地对高温进行探测。

翻转3件上通过转轴安装有第二安装座10；转轴一端与电机的输出端连接；电机驱动转轴带动第二安装座10上下翻转3，使得气体探测器6能够上下翻转3。

第二安装座10上设置有若干个减震装置；减震装置上固定有气体探测器6；减震装置实现弹性连接，保证装置受力时能够快速缓冲，提高高温气体遥感探测装置的缓冲作用，以降低装置的振动，从而达到防震的效果，同时还能够避免装置发生碰撞损坏的问题。

减震装置包括设置在第二安装座10顶部的凹槽11，气体探测器6底部设置有与活动套相配合的凹槽11，凹槽11内设置有固定柱12；凹槽11顶部设置有第二限位板13，固定座底部设置有第三限位板14；第二限位板13的内径等于固定柱12的外径；第三限位板14的外径大于第二限位板13的外径；固定柱12外围套装有压缩弹簧，压缩弹簧一端与第二限位板13顶部固定连接，另一端与凹槽11顶部固定连接。第一限位板5与第二限位板13的设置能够避免固定柱12从凹槽11内脱出；通过在固定柱12外套装有弹簧，能抵御振动或碰撞时产生的大冲击力，保障装置的安全。

综上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的某些优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明精神和范围。