CN106990058A - 液氨残留物现场快速高效全自动检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于液氨检测领域，涉及液氨残留物现场快速高效全自动检测系统：包括分析仪机柜，其特征在于所述分析仪机柜为全封闭结构，分析仪机柜上设有清洗水出入口、取样管接口和人机交互系统，分析仪机柜内设有分析系统、清洗系统和相应的电控部件，所述电控部件与人机交互系统联接；所述分析系统包括定容取样与快速挥发单元和残留物自动定量测量单元。本发明操作安全、无污染，便携移动，使用方便，解决了人工分析导致的分析精度和重复性差等问题，保障了操作人员的人身安全。

Description

液氨残留物现场快速高效全自动检测系统

技术领域

本发明属于液氨检测领域，尤其涉及液氨残留物现场快速高效全自动检测系统。

背景技术

液氨，又称无水氨，是一种无色液体，有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，为了方便运输、储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却的方法得到液态氨。液氨易溶于水，溶于水后形成铵根离子NH₄ ⁺和氢氧根离子OH^-，使溶液呈碱性。液氨主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料，还可以用作生产医药和农药的原料。液氨也可以用在国防工业中，作为制造火箭、导弹的推进剂，还可用作有机化工产品的氨化原料和冷冻剂。液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中，且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。

液氨在工业生产上应用广泛，具有腐蚀性且容易挥发，其化学事故发生率很高，因此电厂和液氨生产等厂家对自动化测量设备的需求十分迫切。

当前普遍使用的测定方法是全手工分析测量，目前国内外还没有满足现场分析需求的自动取样测量设备。众所周知，手工检测的方法存在许多不足，操作不当会导致严重的后果：例如，从槽罐车上对空取样，不仅耗时长，取样时挥发的氨气也会造成大气污染。同时，人工测量受当时环境、操作人员素质、经验等诸多因素的影响，导致测量精度较低。如何确保取样的准确性、最大限度的减少取样测量对操作人员和环境带来的潜在伤害是大家研究关注的重点。

因此，针对现有人工取样检测液氨残留物的方法的缺陷与不足，发明了液氨残留物现场快速高效全自动检测系统，适用于现场液氨残留物的安全高效检测。

发明内容

为了解决现有技术方案测量精度低、消耗时间长以及对操作人员和环境造成的危害，本发明提供了液氨残留物现场快速高效全自动检测系统，适用于液氨定容取样和快速检测。

本发明通过以下技术方法实现上述目的：液氨残留物现场快速高效全自动检测系统：包括分析仪机柜，其特征在于所述分析仪机柜为全封闭结构，分析仪机柜上设有清洗水出入口、取样管接口和人机交互系统，分析仪机柜内设有分析系统、清洗系统和相应的电控部件，所述电控部件与人机交互系统联接；所述分析系统包括定容取样与快速挥发单元和残留物自动定量测量单元。

一般地，所述分析仪机柜置于小车平台上，便携移动，方便使用。

所述分析清洗系统包括清洗液容器、连接管线及相应的控制阀门。

所述定容取样与快速挥发单元包括取样容器，取样容器的上设有取样口、吹扫气入口、压力传感器、温度传感器及恒温控制系统，取样容器的一侧设有溢出口，溢出口连接溢出管及抽气泵，溢出管上设有温度传感器。

所述的取样容器的底部为锅状，挥发面积大，同时进行吹扫和恒温控制，可确保30分钟内完成挥发。

所述残留物自动定量测量单元包括残留液容器，所述残留液容器的上部通过石英玻璃管和电磁阀与定容取样与快速挥发单元取样容器的底部连通；所述石英玻璃管的外侧设有可上下移动的光电检测器。

所述光电检测器通过滑轨上下移动。当光线透过液体时，会因为吸收强烈而快速衰减，因此，在液面位置，会出现吸光度的突变，从而可以确定液位的高度，准确的判断出残留物的容量。

本发明还包括该领域所熟知的缓冲罐、吸收罐、清洗泵、连接管线及控制阀门。

本发明检测系统，采用全封闭的结构，操作安全，对环境无污染，既保证分析环境的稳定性和一致性，也保证了分析结果的准确性和可重复性。

所述的分析仪机柜，外部留有清洗水出、入口、取样管接口，分析仪及所有电控部件全部置于分析机柜内。自来水和洗涤剂从清洗水入口流入，取样管对接罐车取样口，方便液氨流入。取样完成后，取样管对接到清洗水出口，启动清洗泵将清洗液通过取样口注入到分析仪的容器内，实现器皿清洗。

本发明检测系统，分析完成后，清洗液由泵抽进取样容器，进行清洗。取样容器用于储存待分析的液氨，实现定容取样。取样完成后，液氨直接在取样容器内进行挥发。挥发结束后，电磁阀动作，将残留物自动注入残留液检测单元进行容量测定。缓冲罐用于吸收一部分挥发出来的氨气，并防止缓冲罐内的吸收液因取样容器的负压而倒灌进入取样容器。吸收罐用于吸收缓冲罐内没有吸收完的氨气。

本发明的检测系统，从气体液体的流向可以看出，通过控制不同的阀的开闭和抽水泵的组合，可以实现与取样容器直接连接的所有管道的清洗。

本发明的检测系统，分析仪采用全封闭定容取样结构，避免了从槽罐车上对空取样对人员和环境造成的伤害。快速挥发结构的设计将分析时间从7h缩短到30min以内。通过红外光学检测的方法实现残余物容量的快速测定，避免了传统人工读数带来的随机误差。

本发明操作安全、无污染，可以置于小车平台上，便携移动，使用方便。本发明解决了人工分析导致的分析精度和重复性差等问题，且保障了操作人员的人身安全，满足电厂、液氨生产等厂家的需求，填补了行业空白。

附图说明

图1为本发明实施例检测系统中分析仪机柜示意图。

图2为本发明实施例分析仪机柜内部连接结构示意图。

图中，1-清洗水出口，2-清洗水入口，3-取样管接口，4-人机交互系统；5-取样口，6-电磁阀Ⅰ，7-吹扫气入口，8-压力传感器，9-溢出口，10-三通阀，11-抽气泵，12-温度传感器，13-吸收罐，14-缓冲罐，15-取样容器，16-滑轨，17-光电检测器，18-残留液容器，19-石英玻璃管，20-电磁阀Ⅱ，21-电磁阀Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

以下实施例液氨残留物现场快速高效全自动检测系统用于液氨残留物测量工程，特别满足电厂、液氨生产厂家等液氨浓度常规分析需求。

实施例：液氨残留物现场快速高效全自动检测系统，包括分析仪机柜（参见附图1），其主要特点是所述分析仪机柜为全封闭结构，机柜上设有清洗水入口2、清洗水出口1、取样管接口3和人机交互系统4，分析仪机柜内设有分析系统、清洗系统和相应的电控部件，所述电控部件与人机交互系统联接。

实施例的清洗系统包括清洗液容器（图中未标出）、连接管线及相应的控制阀门。

实施例的分析系统包括定容取样与快速挥发单元和残留物自动定量测量单元。

参考附图2，所述定容取样与快速挥发单元包括取样容器15，取样容器15的上设有取样口5、吹扫气入口7、压力传感器8、温度传感器12及恒温控制系统，取样容器15的一侧设有溢出口9，溢出口9连接溢出管及抽气泵11，溢出管上设有温度传感器12。取样容器15的底部为锅状。

参考附图2，所述残留物自动定量测量单元包括残留液容器18，残留液容器18的上部通过石英玻璃管19和电磁阀Ⅱ20、电磁阀Ⅲ21与定容取样与快速挥发单元取样容器15的底部连通；所述石英玻璃管18的外侧设有可上下移动的光电检测器17，光电检测器17通过滑轨16上下移动。

实施例的系统还包括该领域所熟知的缓冲罐14、吸收罐13、清洗泵、连接管线及控制阀门等。

通常是，分析仪机柜置于小车平台上（图中未标出），便携移动，方便使用。

实施例中，分析仪机柜外部只留了三个接口，即清洗水入口2、清洗水出口1、取样管接口3，分析仪及所有电控部件全部置于分析仪机柜内。清洗水入口用于向瓶中加注自来水和洗涤剂，取样管接口在取样时与罐车取样口对接，方便液氨流入仪器内部。取样完成后，取样管接口对接到清洗水出口，当整个分析过程完成后，启动清洗泵将清洗液通过取样口注入到分析仪的容器内实现器皿清洗。

清洗液容器用于储存清洗液，当分析完成后，清洗液可以通过泵抽进取样容器中，对取样容器及管道进行清洗。取样容器用于储存待分析的液氨，实现定容取样。取样完成后，液氨直接在取样容器内进行挥发。残留物定量检测单元用于在挥发结束后，将残留物自动注入检测单元中进行残留物容量测定。缓冲罐用于吸收部分挥发出来的氨气，并防止缓冲罐内的吸收液因取样容器的负压而倒灌进入取样容器。吸收罐用于吸收缓冲罐内没有吸收完的氨气，防止氨气挥发到空气中而造成污染。可以看到，整个分析过程中，氨气都存在于封闭的气路中，从而将其对环境的污染和对操作人员的人身伤害降到最低。

实施例系统定容取样的实现：当取样口与罐车对接后，液氨会通过取样口流入取样容器。溢出口在取样容器的中上部，当液氨的液位越过溢出口的底部时，液氨会自动流出取样容器，从而保证取样容器内的液氨始终是恒定体积。往常的方法是根据人工读取玻璃容器刻度的方式进行取样，其精度难以控制，而本发明能够很准确地进行定容取样。当液氨通过溢出口溢出后，会使温度传感器12的温度急剧下降，从而产生声光报警信号，指示取样完成。可见，本发明无需人工肉眼观察刻度即可自动判断取样是否完成。

实施例系统快速挥发的实现：取样完成后，取样口与清洗水出口连接，挥发过程中取样口处于封闭状态。挥发过程中，进行以下控制：a)对取样容器外壁进行恒温控制；b)抽气泵抽气使取样容器维持在一个合适的负压，负压的大小通过压力传感器进测量；c)通入氮气进行吹扫，从内部加快挥发。这三种措施的组合使用，可以确保液氨快速挥发完毕。由于本系统中，取样容器底部是锅状，挥发面积大，同时进行吹扫和恒温控制，完全可确保30分钟内完成挥发。

实施例系统残留物自动定量测量的实现：挥发完成后，打开电磁阀，通过氮气的吹扫，确保挥发后的残留物完全进入石英玻璃管内。石英玻璃管被夹在光电检测器中，光电检测器一端是光的发射单元，一端是光的接收单元，其通过在滑轨表面上下移动进行扫描。通过吸光度的突变，确定液位的高度，从而准确的判断出残留物的容量。

本发明的检测系统采用全封闭的结构，操作安全，对环境无污染，既可以保证分析环境的稳定性和一致性，又保证分析结果的准确性和可重复性。分析仪机柜放置在小车平台上，便携移动，使用方便。人机交互采用液晶触摸屏，方便对部件控制、过程分析、数据查看、操作记录等进行控制和浏览。

Claims (7)

1.液氨残留物现场快速高效全自动检测系统：包括分析仪机柜，其特征在于所述分析仪机柜为全封闭结构，机柜上设有清洗水出入口、取样管接口和人机交互系统，机柜内设有分析系统、清洗系统和相应的电控部件，所述电控部件与人机交互系统联接；所述分析系统包括定容取样与快速挥发单元以及残留物自动定量测量单元。

2.根据权利要求1所述的液氨残留物现场快速高效全自动检测系统，其特征在于分析仪机柜置于小车平台上。

3.根据权利要求1所述的液氨残留物现场快速高效全自动检测系统，其特征在于：所述分析清洗系统包括清洗液容器、连接管线及相应的控制阀门。

4.根据权利要求1所述的液氨残留物现场快速高效全自动检测系统，其特征在于所述：定容取样与快速挥发单元包括取样容器，取样容器的上设有取样口、吹扫气入口、压力传感器、温度传感器及恒温控制系统，取样容器的一侧设有溢出口，溢出口连接溢出管及抽气泵，溢出管上设有温度传感器。

5.根据权利要求4所述的液氨残留物现场快速高效全自动检测系统，其特征在于：所述的取样容器的底部为锅状。

6.根据权利要求1所述的液氨残留物现场快速高效全自动检测系统，其特征在于：所述残留物自动定量测量单元包括残留液容器，所述残留液容器的上部部通过石英玻璃管和电磁阀与定容取样与快速挥发单元取样容器的底部连通；所述石英玻璃管的外侧设有可上下移动的光电检测器。

7.根据权利要求1所述的液氨残留物现场快速高效全自动检测系统，其特征在于：所述光电检测器通过滑轨在石英玻璃管表面上下移动。