CN104820069B - 一种用于生产现场分析的气体在线分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于生产现场分析的气体在线分析仪，包括机柜、样品前处理系统、气路系统、分析仪器和数据处理系统，采用一个钣金制作的宽度为600mm、深度为800mm、高度为1800mm的机柜，设有前、后开门，前开门安装有通体透明的玻璃，安装于机柜内部的分析仪器、样品前处理系统及部分操作按钮呈可视状态，机柜的内部还设置排气扇、日光灯及空气开关，其特征在于：所述的样品前处理系统及气路系统由气路管道和阀门组成，对分析样品作前处理，使分析样品达到仪器可以分析的条件；分析仪器置于机柜中，纯化器安装在机柜下面，气路系统和分析仪器连接。本发明集成了气源、样品前处理和分析仪器，整体性能大大提升。

Description

一种用于生产现场分析的气体在线分析仪

技术领域

本发明涉及一种气体分析仪，特别是公开一种用于气体生产单位生产现场和管道气使用单位在原料气供气入口处的气体在线分析仪，以便及时掌握生产情况和原料供应状况。

背景技术

近几年，国内分析仪器行业有了长足的发展，应用于各个行业的专用仪器越来越多。随着仪器行业的不断发展，用户对于使用的仪器也提出了更高的要求。尤其是对于分析结果的准确度、可靠性、便捷性提出的要求越来越高。对于在线分析的仪器，不仅要求具有性能可靠、连续运行故障率低等优点，还要求具备数据及时上传至上位机、异常数据报警等功能。而目前市场上的各类分析仪产品一般都体积较大、携带不便，安装繁琐，也不太适应生产现场周围比较恶劣的环境，容易故障，不能满足用户需要。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，公开一种用于生产现场分析的气体在线分析仪，

将气体分析所需的分析仪器安装在一个机柜中，并集成了气源、样品前处理系统和数据处理系统，机柜顶部密封，前后门关闭密封，内部设有排气扇，可将气体分析中的废气和可燃性气体排到机柜外面，具有安装方便、使用简单且性能可靠的优点，适应生产现场的恶劣环境，满足用户对气体进行在线分析的要求。

本发明是这样实现的：一种用于生产现场分析的气体在线分析仪，包括机柜、样品前处理系统、气路系统、分析仪器和数据处理系统，所述的机柜为一个钣金制作的宽度19英寸标准机柜，设有前、后开门，所述的前开门安装有通体透明的玻璃，安装于机柜内部的分析仪器、样品前处理系统及部分操作按钮呈可视状态，所述机柜的内部还设置排气扇、日光灯及空气开关，其特征在于：所述的样品前处理系统及气路系统由气路管道和阀门组成，对从生产现场过来的分析样品作前处理，包括过滤、减压、稳流步骤，使分析样品达到仪器可以分析的条件；所述的分析仪器置于机柜中，纯化器安装在机柜下面，气路系统和分析仪器连接，空气通过分析仪器空气入口进入机柜设置的第二开关球阀及后面连接的空气减压阀后再进入到分析仪器的空气进样口；载气进入机柜设置的第三开关球阀及后面连接的载气减压阀再进入到分析仪器；样品气进入机柜设置的第一开关球阀及后面连接的第一针型阀再进入到五通球阀；标准气则进入机柜设置的第四开关球阀及后面连接的第三针型阀再进入到五通球阀；所述的五通球阀后连接有过滤器，过滤器后面再连接一个三通，分成两路，一路连接第一流量计进入分析仪器分析，一路连接第二流量计放空，通过调节两个流量计来控制进入分析仪器的样品气流量。

所述的分析仪器为高5U、宽19英寸的标准机箱，并设置10.4英寸触摸式工控电脑，分析仪器采用等离子体发射气相色谱仪，配备进样阀和色谱柱，实现分析高纯气体；所述机柜的内部有安装托架，将分析仪器置于安装托架上面，分析仪器的面板固定于机柜上。

所述的数据处理系统将分析仪器的分析结果通过分析仪器上的触摸式工控电脑向上位机进行数据传输，通讯方式采用RS485或者RS232串口，通讯协议采用Modbus-RTU。

本发明的有益效果是：本发明解决了在线仪器现场分析时仪器安装问题、分析仪器的气源、样品气的前处理问题以及数据的远距离传输问题，是一个集成了气源、样品前处理系统及分析仪器的成套设备，本发明气体在线分析仪整体性能大大提升，对现场生产指导意义更大。

附图说明

图1是本发明的气路流程图。

图中：201、第一开关球阀；202、第一针型阀；203、第二流量计；204、分析仪器；205、纯化器；206、第一流量计；207、过滤器；208、空气减压阀；209、第二开关球阀；210、五通球阀；211、载气减压阀；212、第三开关球阀；213、第二针型阀；214、第四开关球阀。

具体实施方式

根据附图，本发明一种用于生产现场分析的气体在线分析仪，包括机柜、样品前处理系统、气路系统、分析仪器和数据处理系统。

机柜为一个钣金制作的宽度19英寸标准机柜，采用2mm厚铁板材料通过折板，焊接，螺丝固定工艺制作完成，宽度为600mm、深度为800mm、高度为1800mm，外表喷涂白色亚光油漆。机柜设有前、后开门，前开门安装有通体透明的玻璃，安装于机柜内部的分析仪器、样品前处理系统及部分操作按钮呈可视状态。机柜的内部设置有排气扇、日光灯及空气开关。防护等级达到IP65。排气扇将机柜内部产生的废气和可燃性气体及时排到外面。排气扇和日光灯用一个双控开关控制，关闭机柜前门，日光灯关闭、风扇打开，打开机柜前门，日光灯打开、风扇关闭。

样品前处理系统及气路系统由气路管道和阀门组成，对从生产现场过来的分析样品作前处理，包括过滤、减压、稳流步骤，使分析样品达到仪器可以分析的条件。

分析仪器204为一台插箱式安装的在线分析仪器，采用等离子体发射气相色谱仪，配备进样阀和色谱柱，实现分析高纯气体。本发明采用GC9760分析仪，准确性高，操控性好。分析仪器采用铝合金机箱，内置10.4英寸触摸屏电脑，安装完成后为长度420mm、宽度430mm、高度5U的的标准机箱，置于机柜中的安装托架上面后通过分析仪器面板上两边的固定孔和机柜的立柱固定。安装托架位置可调整，采用螺栓固定。分析仪器的面板固定于机柜上，并安装有10.4英寸触摸式工控电脑，对仪器进行控制，数据采集，结果处理和数据上传。分析仪器面板内嵌安装2个USB接口，方便数据的拷贝以及其他附件的连接。分析仪器内置进样部分，分析气路，检测元件及数据处理电路。分析仪器的背板安装气路连接接头，电源插头和开关。根据用户需要，每台机柜可配置1到2台分析仪器。

样品前处理系统主要包括，过滤器，减压阀，针型阀，电磁阀，流量计，三通阀，四通阀等组件，按照分析仪器配置和样品特征进行连接。纯化器205安装在机柜下面，切换阀，压力调节阀均安装在机柜前面板，方便使用过程中调节，过滤器，单向阀等安装在机柜内部的气路管道上。

气路系统和分析仪器204连接，空气通过分析仪器空气入口进入机柜设置的第二开关球阀209及后面连接的空气减压阀208后再进入到分析仪器204的空气进样口；载气进入机柜设置的第三开关球阀212及后面连接的载气减压阀211再进入到分析仪器204。开关球阀作用是控制气路开关，减压阀控制进入分析仪器的压力，确保进入分析仪器的气源压力稳定。样品气进入机柜设置的第一开关球阀201及后面连接的第一针型阀202再进入到五通球阀210；标准气则进入机柜设置的第四开关球阀214及后面连接的第二针型阀213再进入到五通球阀210；五通球阀210后连接有过滤器207，过滤器后面再连接一个三通，分成两路，一路连接第一流量计206进入分析仪器分析，一路连接第二流量计203放空，通过调节两个流量计来控制进入分析仪器的样品气流量。五通球阀可选择标气或者样品流路。第一开关球阀201控制样品流路开关，第一针型阀202调节样品气路流量，第二流量计203调节放空。因样品气管路一般较长，增加旁路放空提高样品气吹扫速度。通过流量控制使样品气达到满足仪器分析需要的条件。

数据处理系统将分析仪器的分析结果通过分析仪器上的触摸式工控电脑向上位机进行数据传输，通讯方式采用RS485或者RS232串口，通讯协议采用Modbus-RTU。

Claims (3)

1.一种用于生产现场分析的气体在线分析仪，包括机柜、样品前处理系统、气路系统、分析仪器和数据处理系统，所述的机柜为一个钣金制作的宽度为600mm、深度为800mm、高度为1800mm的机柜，设有前、后开门，所述的前开门安装有通体透明的玻璃，安装于机柜内部的分析仪器、样品前处理系统及部分操作按钮呈可视状态，所述机柜的内部还设置排气扇、日光灯及空气开关，其特征在于：所述的样品前处理系统及气路系统由气路管道和阀门组成，对从生产现场过来的分析样品作前处理，包括过滤、减压、稳流步骤，使分析样品达到仪器可以分析的条件；所述的分析仪器（204）置于机柜中，纯化器（205）安装在机柜下面，气路系统和分析仪器（204）连接，空气通过分析仪器空气入口进入机柜设置的第二开关球阀（209）及后面连接的空气减压阀（208）后再进入到分析仪器（204）的空气进样口；载气进入机柜设置的第三开关球阀（212）及后面连接的载气减压阀（211）再进入到分析仪器（204）；样品气进入机柜设置的第一开关球阀（201）及后面连接的第一针型阀（202）再进入到五通球阀（210）；标准气则进入机柜设置的第四开关球阀（214）及后面连接的第二针型阀（213）再进入到五通球阀（210）；所述的五通球阀（210）后连接有过滤器（207），过滤器后面再连接一个三通，分成两路，一路连接第一流量计（206）进入分析仪器分析，一路连接第二流量计（203）放空，通过调节两个流量计来控制进入分析仪器的样品气流量。

2.根据权利要求1所述的一种用于生产现场分析的气体在线分析仪，其特征在于：所述的分析仪器为高5U、宽19英寸的标准机箱，并设置10.4英寸触摸式工控电脑，分析仪器采用等离子体发射气相色谱仪，配备进样阀和色谱柱，实现分析高纯气体；所述机柜的内部有安装托架，将分析仪器置于安装托架上面，分析仪器的面板固定于机柜上。

3.根据权利要求1所述的一种用于生产现场分析的气体在线分析仪，其特征在于：所述的数据处理系统将分析仪器的分析结果通过分析仪器上的触摸式工控电脑向上位机进行数据传输，通讯方式采用RS485或者RS232串口，通讯协议采用Modbus-RTU。