本实用新型专利技术属于铀浓缩工艺技术领域，具体公开了一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置，该装置中信号发生器、激光驱动器、激光器、红外气体吸收池、探测器、锁相放大器和计算机依次连接，信号发生器输出高频正弦波与低频锯齿波，获得高频正弦波与低频锯齿波的叠加电压信号，并传送至激光驱动器，激光驱动器将叠加电压信号转换为电流信号传送至激光器，激光器控制激光发射波长，经红外气体吸收池传送至探测器，探测器接收包含吸收信息的光信号，将光信号转化为电信号并进行定倍数放大后传送至锁相放大器，锁相放大器输出谐波信号，并传送至计算机，经处理得到HF的浓度和体积的累计量。本实用新型专利技术灵敏度低、温度和压强的使用范围广。广。广。
【技术实现步骤摘要】
一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置
[0001]本技术属于铀浓缩工艺
，具体涉及一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置。
技术介绍
[0002]氟化氢是六氟化铀与水反应的产物之一。由于水广泛存在，以六氟化铀为工作介质的系统中会含有氟化氢。出于安全或工艺自身的要求，铀浓缩生产过程中中，从原料净化、浓缩一直到尾气处理等工序，氟化氢的浓度始终都是一项重要的控制参数。目前，行业内普遍热导传感或根据压力判断等间接方法。
[0003]HF的检测方法主要有离子选择电极、电化学探头、离子色谱、热导检测，红外光谱等。其中热导检测和红外光谱法可作为工艺在线分析的手段，热导检测属半定量方法，不能鉴别成分，且料流的压力、流速都会对检测结果产生影响。
[0004]HF气体在近红外及中红外区均有吸收峰，因此利用红外激光光谱的气体检测技术被认为是当前HF气体连续现场检测的理想方法。
[0005]测量原理：每种气体分子可以与特定波长的光子发生共振吸收，故吸收光谱可作为识别不同气体分子的“指纹”，光吸收强度服从Beer
‑
Lambert定律，某条孤立吸收线积分吸光度可以表示为：
[0006][0007]根据吸收谱线的波长和强度可以确定分子的成分和浓度。HF气体分子在近红外波段(1260
‑
1320nm)有典型的光谱强吸收特征，在有效光程为1m时，检测限可以达到1ppm，根据气体分子对激光能量的“选频吸收”进行气体浓度的测量，对气体的实际在线原位分析中。它利用“单线光谱”及调制光谱技术，避免了杂质气体的交叉干扰，对现场待测气体进行连续监测；该技术具有灵敏度、高选择性、动态快速、定量计算以及使用周期长的优点。
[0008]TLAS(Tunable Laser Absorption Spectroscopy)是二极管激光吸收光谱的简称，其检测原理是采用半导体可调制激光吸收光谱技术对被测气体某一条特定波长光谱线—即具有某一被测气体特征谱线来分析测量气体浓度。随着半导体激光气体分析技术发展，半导体激光气体测量技术已逐步取代传统气体检测技术。TLAS技术的优势在于能适应高温、高水分、高粉尘、强腐蚀性和高流速的被测气体环境，无需采样预处理系统，响应速度快TLAS技术通过与调制光谱信号及长光程光学技术相结合，可以实现大范围气体高灵敏连续在线检测，能够满足工业过程HF气体在线检测及工艺系统安全监测的要求。
[0009]目前，国内暂无利用可调谐二极管激光吸收技术应用核行业的工艺系统的HF浓度的检测。
技术实现思路
[0010]本技术的目的在于提供一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置，该装置基于二极管激光吸收光谱技术(TLAS)，通过信号发生器、激光器驱动器、激光器、标注气体池、红
外气体吸收池、检测器、探测器和锁相放大器构成管道抽取式HF探测器，通过改变激光器输入电流或温度来调谐激光器输出波长，使其扫描气体分子单根或多根完整的吸收线，获得高分辨率的气体吸收光谱，对光谱进行分析获得HF气体参数信息。该装置能够有效解决目前HF检测存在使用周期短、灵敏度低、温度和压强的使用范围小和无法定量分析等不足。
[0011]实现本技术目的的技术方案：
[0012]一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置，所述装置包括信号发生器、激光驱动器、激光器、红外气体吸收池、探测器、锁相放大器和计算机，信号发生器、激光驱动器、激光器、红外气体吸收池、探测器、锁相放大器和计算机依次连接，信号发生器输出高频正弦波与低频锯齿波，获得高频正弦波与低频锯齿波的叠加电压信号，并将叠加电压信号传送至激光驱动器，激光驱动器将叠加电压信号转换为电流信号传送至激光器，激光器控制激光发射波长，经红外气体吸收池传送至探测器，探测器接收包含吸收信息的光信号，将光信号转化为电信号并进行定倍数放大后传送至锁相放大器，锁相放大器输出谐波信号，将谐波信号传送至计算机，经处理得到HF的浓度和体积的累计量。
[0013]所述装置还包括标注气体池，标注气体池与激光器连接，接收激光器传送的激光发射波长。
[0014]所述装置还包括检测器，检测器与锁相放大器连接，进行谐波信号的监测。
[0015]所述探测器包括脱附装置入口、流量计孔板、取样孔板、取样阀门、出口阀门、差压流量计、第二阀门和HF探测器主机，脱附装置入口、流量计孔板、取样孔板依次连接，流量计孔板经第二阀门、差压流量计与计算机连接，取样孔板经出口阀门、气体吸收池与HF探测器主机连接，HF探测器主机与计算机连接，HF探测器主机经气体吸收池、取样阀门与HF淋洗塔连接。
[0016]所述探测器还包括温度传感器，温度传感器连接于脱附装置入口与计算机之间。
[0017]所述探测器还包括压力传感器，压力传感器连接于取样孔板的上游与HF探测器主机之间。
[0018]所述探测器还包括第一阀门，第一阀门连接于流量计孔板的下游与差压流量计之间。
[0019]所述红外气体吸收池使用耐腐蚀蓝宝石窗片，3层壳体。
[0020]本技术的有益技术效果在于：
[0021]1、本技术提供的一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置采用新型HF探测器可提高了HF浓度检测灵敏性高，实时测量检测范围和定量分析；
[0022]2、本技术提供的一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置中HF探测器采用了TLAS技术代替了传统的电化学原理检测HF浓度方式，使用寿命更长；并且经过在实际生产过程中测试，性能可靠稳定。
[0023]3、本技术提供的一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置扩大了HF的检测压力到5KPa
‑
300KPa，扩大了HF的检测温度到16℃
‑
300℃。
[0024]4、本技术提供的一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置中HF探测器主机具有瞬时浓度，累计体积的能力，克服了传统探测器只能定性分析的不足。
[0025]5、本技术提供的一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置中气体吸收池增加了金属防护罩，提高了安全性。
附图说明
[0026]图1为本技术所提供的一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置框图；
[0027]图2为本技术所提供的一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置中探测器的工艺流程图。
[0028]图中：
[0029]1‑
信号发生器；2
‑
激光器驱动器；3
‑
激光器；4
‑
标注气体池；5
‑
红外气体吸收池；6
‑
探测器；7
‑
检测器；8
‑
锁相放大器；9
‑
计算机；10
‑
HF淋洗塔；
[0030]61
‑
脱附装置入口；62
‑
流量计孔板；63
‑
取样孔板；65
‑
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种铀浓缩工艺系统中HF浓度检测装置，其特征在于，所述装置包括信号发生器(1)、激光驱动器(2)、激光器(3)、红外气体吸收池(5)、探测器(6)、锁相放大器(8)和计算机(9)，信号发生器(1)、激光驱动器(2)、激光器(3)、红外气体吸收池(5)、探测器(6)、锁相放大器(8)和计算机(9)依次连接，信号发生器(1)输出高频正弦波与低频锯齿波，获得高频正弦波与低频锯齿波的叠加电压信号，并将叠加电压信号传送至激光驱动器(2)，激光驱动器(2)将叠加电压信号转换为电流信号传送至激光器(3)，激光器(3)控制激光发射波长，经红外气体吸收池(5)传送至探测器(6)，探测器(6)接收包含吸收信息的光信号，将光信号转化为电信号并进行定倍数放大后传送至锁相放大器(8)，锁相放大器(8)输出谐波信号，将谐波信号传送至计算机(9)，经处理得到HF的浓度和体积的累计量；所述探测器(6)包括脱附装置入口(61)、流量计孔板(62)、取样孔板(63)、取样阀门(65)、出口阀门(67)、差压流量计(610)、第二阀门(611)和HF探测器主机(614)，脱附装置入口(61)、流量计孔板(62)、取样孔板(63)依次连接，流量计孔板(62)经第二阀门(611)、差压流量计(610)与计算机(9)连接，取样孔板(63)经出口阀门(67)、红外气体吸收池(5)与HF探测器主机(614)连...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭卫中，徐晨阳，纪宪明，罗仁东，闫汉洋，马彦，任宁，
申请(专利权)人：中核陕西铀浓缩有限公司，
类型：新型
国别省市：
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