小于等于外界大氣壓時，保持斷開。
[0023] 所述的管道氨逃逸激光吸收光譜自動在線原位測量裝置，所述電源采用DC-24V 電源。
[0024] 所述的管道氨逃逸激光吸收光譜自動在線原位測量裝置，所述清潔玻璃采用CaF2 制備而成，設置在激光發(fā)射系統(tǒng)出射端和激光接收系統(tǒng)入射端的清潔玻璃與激光準直光束 之間的夾角均為30度，且兩端的清潔玻璃為非平行安裝結(jié)構。
[0025] 本發(fā)明的有益效果為：
[0026] (1)本發(fā)明在測量過程中可以實現(xiàn)對管道內(nèi)部氣體的實時在線原位監(jiān)測，保證了 測量的準確性，并且可以快速地反映管道內(nèi)部氨逃逸濃度的變化，為實時控制氨氣供給量 奠定了基礎。
[0027] (2)本發(fā)明的激光發(fā)射系統(tǒng)與激光接收系統(tǒng)采用對射式安裝于管道兩側(cè)，避免了 旁路式和抽取式安裝無法反映整個管道內(nèi)部氨逃逸情況的缺點，提高了測量的準確性。
[0028] (3)本發(fā)明將相關激光發(fā)射部件和激光接收部件均置于殼體內(nèi)部進行密封，并使 整個殼體內(nèi)部保持正壓狀態(tài)，既滿足了電氣安全性的要求，也可以用于防燃、防爆等場合， 擴大了本發(fā)明的應用領域。
[0029] (4)本發(fā)明采用二次諧波與一次諧波比值消元法消除因粉塵、激光器功率起伏等 光強波動對測量結(jié)果的影響。
[0030] (5)本發(fā)明根據(jù)溫度、壓力變化對測量結(jié)果進行修正，進一步提高了測量準確性。
[0031] (6)本發(fā)明各部分分別集成封裝，結(jié)構簡單，操作方便、響應快速、穩(wěn)定性高。
【附圖說明】
[0032] 圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構示意圖；
[0033] 圖2是本發(fā)明的激光發(fā)射系統(tǒng)殼體內(nèi)部部件示意圖；
[0034] 圖3是本發(fā)明的激光接收系統(tǒng)殼體內(nèi)部部件示意圖；
[0035] 圖4是本發(fā)明的焊接法蘭安裝單元分解示意圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步說明本發(fā)明。
[0037] 如圖1~圖4所示，一種管道氨逃逸激光吸收光譜自動在線原位測量裝置，包括激 光發(fā)射系統(tǒng)1、激光接收系統(tǒng)2、氮氣吹掃單元3、焊接法蘭安裝單元4。激光發(fā)射系統(tǒng)1和 激光接收系統(tǒng)2分別通過焊接法蘭安裝單元4連接后安裝在管道5的對射兩側(cè)。
[0038] 激光發(fā)射系統(tǒng)1包括殼體10、正壓啟動保護裝置11、電源轉(zhuǎn)換板12、調(diào)制信號發(fā)生 板13、激光器驅(qū)動電源板14、DFB激光器15和光束擴束準直透鏡16。殼體10采用密封式 袋蓋箱式鑄鋁材料加工而成，正壓啟動保護裝置11、電源轉(zhuǎn)換板12、調(diào)制信號發(fā)生板13、激 光器驅(qū)動電源板14和DFB激光器15置于殼體10內(nèi)部并有序安裝擺放，光束擴束準直透鏡 16安裝在殼體10上。
[0039] 正壓啟動保護裝置11包括壓力開關，其正常工作狀態(tài)為氮氣正壓狀態(tài)，壓力開關 保持閉合，激光發(fā)射系統(tǒng)1處于工作狀態(tài)；當氣壓小于等于外界大氣壓時，壓力開關保持斷 開，激光發(fā)射系統(tǒng)1處于非工作狀態(tài)。電源轉(zhuǎn)換板12通過正壓啟動保護裝置11與DC-24V 電源連接，其作用是將輸入的24V電源電壓轉(zhuǎn)換為調(diào)制信號發(fā)生板13和激光器驅(qū)動電源 板14所需要的工作電壓。調(diào)制信號發(fā)生板13包括低頻30Hz鋸齒波信號發(fā)生單元和高頻 IOKHz正弦波信號發(fā)生單元，其中低頻30Hz鋸齒波信號發(fā)生單元使DFB激光器15的輸出 波長掃描過氨氣中心吸收波長，高頻IOKHz正弦波信號發(fā)生單元共同作用于DFB激光器15 上，使DFB激光器15產(chǎn)生調(diào)制激光。激光器驅(qū)動電源板14包括驅(qū)動DFB激光器15正常 工作的溫度控制器和電流控制器。DFB激光器15為可調(diào)諧半導體激光器，中心輸出波長為 I. 53um。光束擴束準直透鏡16的作用是將DFB激光器15發(fā)射的激光進行擴束準直，形成 光斑直徑約為2cm的激光準直光束6射向?qū)γ婕す饨邮障到y(tǒng)2。
[0040] 激光接收系統(tǒng)2包括殼體20、電源轉(zhuǎn)換板21、光束匯聚透鏡22、InGaAs探測器23、 前置放大電路板24、鎖相放大器板25、信號處理板26、IXD顯不屏驅(qū)動板27和IXD顯不屏 28,殼體20采用密封式袋蓋箱式鑄鋁材料加工而成，電源轉(zhuǎn)換板21、InGaAs探測器23、前 置放大電路板24、鎖相放大器板25、信號處理板26和LCD顯不屏驅(qū)動板27置于殼體20內(nèi) 部并有序安裝擺放，光束匯聚透鏡22和LCD顯示屏28安裝在殼體20上。
[0041] 電源轉(zhuǎn)換板21與DC-24V電源連接，其作用是將輸入的24V電源電壓轉(zhuǎn)換為前置 放大電路板24、鎖相放大器板25、信號處理板26和LCD顯不屏驅(qū)動板27的工作電壓。光束 匯聚透鏡22的作用是將接收到的直徑約為2cm的激光準直光束匯聚成面積小于Imm 2的小 光斑，投射在InGaAs探測器23上進行光電信號轉(zhuǎn)換。鎖相放大器板25所需要的參考正弦 信號是由調(diào)制信號發(fā)生板13產(chǎn)生的，鎖相放大器板25與調(diào)制信號發(fā)生板13通過多芯同軸 屏蔽電纜9連接。鎖相放大器板25的積分時間、放大倍數(shù)、相位均可通過指令進行調(diào)節(jié)。信 號處理板26對鎖相放大器板25產(chǎn)生的一次諧波信號和二次諧波信號進行光強修正處理， 根據(jù)處理后的結(jié)果反演氣體濃度，同時還采集安裝在管道5內(nèi)部的溫度傳感器和壓力傳感 器測量的管道5內(nèi)部的溫度和壓力值，以修正管道5內(nèi)部溫度和壓力對氣體濃度的影響。
[0042] 為了保證裝置的安全性，滿足防爆要求，激光發(fā)射系統(tǒng)1和激光接收系統(tǒng)2均處于 氮氣正壓狀態(tài)。氮氣吹掃單元3使用壓縮氮氣為氣源，現(xiàn)場安裝時可使用螺栓固定在激光 發(fā)射系統(tǒng)1與激光接收系統(tǒng)2之間的位置，并將氣源通過8_銅管7接到每一部分的進氣 口 8,保持內(nèi)部正壓（激光發(fā)射系統(tǒng)1和激光接收系統(tǒng)2)，防止灰塵和其它污染物對光學窗 口鏡片42的污染（焊接法蘭安裝單元4)。
[0043] 焊接法蘭安裝單兀4包括鎖箍40、內(nèi)置清潔玻璃410的窗片玻環(huán)41、光學窗口鏡 片42、DN50儀器法蘭43、0型橡膠密封圈44、DN50安裝焊接法蘭45、螺栓46、螺母47、DN50 單向閥門48和Φ50不銹鋼管49。鎖箍40用于將殼體10、20與DN50儀器法蘭43相連接 固定。窗片玻環(huán)41分別安裝在激光發(fā)射系統(tǒng)1的出射端和激光接收系統(tǒng)2的入射端。光 學窗口鏡片42安裝在DN50儀器法蘭43上。DN50儀器法蘭43與DN50安裝焊接法蘭45通 過螺栓46和螺母47固定連接，并采用0型橡膠密封圈44進行密封。DN50安裝焊接法蘭 45通過Φ50不銹鋼管49固定在管道5上。
[0044] 清潔玻璃410的制備材料為CaF2，可承受壓力最高為5bar (絕對壓力）。兩端的 清潔玻璃410與激光準直光束6之間的傾角均為30度，且兩端的清潔玻璃410為非平行安 裝結(jié)構，用于消除兩端的光學窗口鏡片42由于平行設置所引起的干涉條紋。DN50單向閥門 48設置在DN50安裝焊接法蘭45與Φ50不銹鋼管49之間，DN50單向閥門48在殼體10、 20安裝過程中處于關閉狀態(tài)，待殼體10、20安裝好之后，打開DN50單向閥門48即可進行光 路的對準和氨逃逸濃度的在線實時監(jiān)測。
[0045] 本發(fā)明的工作原理：
[0046] 激光發(fā)射系統(tǒng)1和激光接收系統(tǒng)2分別通過焊接法蘭安裝單元4固定于管道5的 同軸對射兩側(cè)，其偏差角度小于2度。氮氣吹掃單元3安裝于激光發(fā)射系統(tǒng)1與激光接收 系統(tǒng)2之間，外接工廠氮氣供應總管或壓縮空氣栗，然后通過8_銅管7分別與激光發(fā)射系 統(tǒng)1、激光接收系統(tǒng)2、焊接法蘭安裝單元4的進氣口 8相連，保持殼體10、20內(nèi)部為正壓狀 態(tài)，使正壓啟動保護裝置11處于閉合狀態(tài)，接通DC-24V電源，同時，為防止管道5內(nèi)部粉塵 附著光學窗口鏡片42干擾測量結(jié)果，使用正壓氮氣通過進氣口 8實時對光學窗口鏡片42 進行吹掃。
[0047] 接通電源后，激光器驅(qū)動電源板14處于工作狀態(tài)，驅(qū)動DFB激光器15正常工作， 調(diào)制信號發(fā)生板13產(chǎn)生低頻鋸齒信號波和高頻正弦信號波，疊加到DFB激光器