CN110208359A - 用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置及测量方法，所述测量装置包括：PID传感器；与所述PID传感器并联连接的第一气体线路和第二气体线路，所述第一气体线路和第二气体线路均在一端连接到采样气入口，且各自在另一端可操作地连接到所述PID传感器的气体入口；其中，所述第一气体线路和第二气体线路上沿着气体流动方向分别设置有用于选择性地切换的第一阀和第二阀；其中，所述第二气体线路上沿着气体流动方向在所述第二阀的下游设置有零点校准过滤器，所述零点校准过滤器用于过滤除去气体中的油蒸汽或其它烃类。整个装置能够提供便利、可靠且灵活的操作和校准，从而容易地实现精确的测量和测量误差纠正。
Description
技术领域
本发明涉及气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量领域，更具体地说是指一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置及测量方法。
背景技术
为检测气体，例如空气或压缩空气中的烃，存在各种传感技术。此类测量装置已知具有各种传感技术，并且用于检测例如空气或压缩空气中的油、烃类和可氧化气体的含量。
例如，一种常用的方法是使用电加热的半导体氧化物材料。半导体氧化物在加热状态下根据空气中包含的烃的量而改变其电阻。金属氧化物半导体气体传感器的最重要的优势包括：非常高的灵敏度，因而具有能够测量甚至低至ppt范围的最微小的烃含量的可能性。它们具有非常长的操作寿命，非常好的长期稳定性，并且购置成本相当低。但是，金属氧化物半导体气体传感器的缺点在于，它们具有指数特性曲线，这是它们的偏移点难以确定的原因。测量结果较难重现，传感器对于水蒸气和无机气体具有高的横向灵敏度。最终值的响应时间高，并且在零空气校准直至到达零线的情况下，恢复时间较长。
对于压缩空气的不同应用而言，对油组分有不同的极限值的要求。油组分由小液滴状的油气溶胶和油蒸气构成。可以通过各种方法从压缩空气流中消除油气溶胶和油蒸气。但是对压缩空气中油的测量至今为止还是个没有令人满意地得到解决的问题。存在着高油含量的压缩空气流，其中所述油含量主要是油气溶胶。由于气溶胶的小液滴特征，可以用在该浓度范围内用于烃蒸气的测量技术，例如金属氧化物半导体气体传感器技术，只能提供非常不可靠的测量或者根本不能测量。
另一种方法是利用载体催化元件来检测烃。为此将待测量的气流引导经过由加热的催化剂材料构成的小球体，在它的内部存在加热的铂丝。烃量可以通过所述加热的铂丝或第二个铂丝的电阻的改变来测量，所述改变通过烃在催化剂上的燃烧热来调整。同样使用火焰离子化探测器。其中，在气流中燃烧烃并测量火焰中两个电极之间的电压变化。
另一方法是利用光致电离检测烃。在此过程中用强紫外光照射所
述烃。所述光的能量在此必须高至使得电子从烃中被撞出。可以用两个电极测量它们的量。对于芳香烃而言最低要求的光子能为8.5至9.2eV，对于可燃烧的烃而言最低要求的光子能为9.0至12.6eV。利用光致电离探测器产生的测量值大多只能间接得出所测量的物质量，因为所述测量值还取决于化合物的分子式并且即使对于相同的通式也可以相当大地变化。但如果待测量的化合物是恒定的、已知的且尽可能还是一致的，则可以很好地测量烃的浓度。
在光致电离方式检测烃浓度的过程中，用紫外光辐射烃类。在此情况下，光能量足够高，以迫使电子离开烃分子。可以电子方式测量它们的数量。光致电离传感器具有良好的长期稳定性、对于水蒸气和无机气体具有较低的横向灵敏度。最终值的响应时间短，并且在零空气校准直至到达零线的情况下，恢复时间也短。特性曲线是线性的，从而提供了高水平的可重现性。但是，这种光致电离传感器的缺点在于，维护成本高，购置成本较高。通过光致电离传感器的方式产生的测量值仅允许对测量物质的量进行间接总结，因为测量值还取决于化合物的分子构造并且变化程度相当大，甚至是在同一分子式的情况下也是如此。但是，如果在待测量的化合物是恒定、已知、如果可能的话均匀的情况下，可以较为可靠地测量烃含量的浓度。但是，随着烃类浓度下降，测量精确度下降。具体来说，在过程中，空气的水分含量的影响增加。随着烃含量下降，空气湿度的影响逐渐变大；无法足够精确地进行较低范围内的烃含量的测量。
在DE 69122357T2中和其中引用的US 4891186A中描述了利用火焰离子化探测器对测试气体和作为参考的对照气体进行的烃的分析和评价。
在DE 3312525A1中描述了测量支路(verzweigter)气流的分配比例的装置。
在DE 4120246A1中，利用混合设备稀释将用火焰离子化探测器测量的气体来降低爆炸危险。
从DE 19609582C2公开了将特定的反应气混入组合的光致电离-离子迁移光谱仪中以探测弱质子亲和性的物质。
在DE 19712823A1中描述了具有集成的、未详细描述的氧化催化剂的红外-气体分析仪。由于水的很大干扰影响还使用除湿装置，可以干燥用于参比性测量的待测量的空气。
现有技术中需要一种改进的测量气体中的油或其它烃类含量的测量装置和方法，其构思使得能够提供便利、可靠且灵活的操作和校准，从而容易地实现精确的测量和测量误差纠正，并且是具有成本效益的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置及测量方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置，所述测量装置包括：
PID传感器；
与所述PID传感器并联连接的第一气体线路和第二气体线路，所述第一气体线路和第二气体线路均在一端连接到采样气入口，且各自在另一端可操作地连接到所述PID传感器的气体入口；
其中，所述第一气体线路和第二气体线路上沿着气体流动方向分别设置有用于选择性地切换的第一阀和第二阀；
其中，所述第二气体线路上沿着气体流动方向在所述第二阀的下游设置有零点校准过滤器，所述零点校准过滤器用于过滤除去气体中的油蒸汽或其它烃类；
其中，在所述测量装置的零点校准模式下，所述第一阀切换至断开状态并且所述第二阀切换至接通状态，从而允许气体从所述采样气入口流过所述第二气体线路的所述零点校准过滤器进行过滤净化成为不含油的标注零点气，并流入到达所述PID电离传感器，所述PID传感器采集存储当前标准零点气的数值用于校准所述测量装置；
其中，在所述测量装置的正常操作模式下，所述第一阀切换至接通状态并且所述第二阀切换至断开状态，从而允许气体从所述采样气入口经由所述第一线路到达所述PID传感器，用于正常测量采样气体。
其进一步技术方案为：所述零点校准过滤器中装填有沸石或者活性炭和沸石的组合。
其进一步技术方案为：所述第一阀和第二阀均为电磁阀。
其进一步技术方案为：所述测量装置是油蒸汽测量仪，配置成用于检测所述气体中的油蒸汽或其它烃类的含量。
其进一步技术方案为：所述零点校准过滤器是执行自动化校准的零点校准过滤器。
其进一步技术方案为：所述PID传感器的上游还设置有干燥元件，用于对所述气体进行干燥。
一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量方法，基于以上任意一项所述的一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置，所述方法包括：
在所述测量装置的零点校准模式下，所述第一阀切换至断开状态并且所述第二阀切换至接通状态，从而允许气体从所述采样气入口流过所述第二气体线路的所述零点校准过滤器进行过滤净化成为不含油的标注零点气，并流入到达所述PID电离传感器，所述PID传感器采集存储当前标准零点气的数值用于校准所述测量装置；和
在所述测量装置的正常操作模式下，所述第一阀切换至接通状态并且所述第二阀切换至断开状态，从而允许气体从所述采样气入口经由所述第一线路到达所述PID传感器，用于正常测量采样气体；和
在所述测量装置的关机模式下，将所述第一阀和所述第二阀都切换至断开状态。
其进一步技术方案为：所述方法还包括，在所述测量装置的关机模式下，将所述采样气入口关闭。
其进一步技术方案为：在进料到所述光致电离传感器之前，通过干燥元件的方式对所述气体进行干燥。
其进一步技术方案为：所述气体是选自空气、氧气、氮气、压缩空气、二氧化碳组成的组中的一种。
发明与现有技术相比的有益效果是：本发明一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置及测量方法，在测量装置的零点校准模式下，第一阀切换至断开状态并且第二阀切换至接通状态，从而允许气体从采样气入口流过第二气体线路的零点校准过滤器进行过滤净化成为不含油的标注零点气，并流入到达PID电离传感器，PID传感器采集存储当前标准零点气的数值用于校准测量装置定期执行执行零点校准功能，以消除PID传感器的零点漂移。即通过将输入采集的空气净化，从而得到干净无油的空气，并把测量得到干净空气数值作为基准参考，从而把传感器本身的漂移抵消掉。整个装置能够提供便利、可靠且灵活的操作和校准，从而容易地实现精确的测量和测量误差纠正。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置校准框图。
附图标记
1 采样气入口 2 第一阀
3 第二阀 4 零点校准过滤器
5 PID传感器
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如无特别说明，本文中的“/”代表含义为“或”
如图1所示，一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置，测量装置包括：
PID传感器5；
与PID传感器5并联连接的第一气体线路和第二气体线路，第一气体线路和第二气体线路均在一端连接到采样气入口1，且各自在另一端可操作地连接到PID传感器5的气体入口；
其中，第一气体线路和第二气体线路上沿着气体流动方向分别设置有用于选择性地切换的第一阀2和第二阀3；
其中，第二气体线路上沿着气体流动方向在第二阀3的下游设置有零点校准过滤器4，零点校准过滤器4用于过滤除去气体中的油蒸汽或其它烃类；
其中，在测量装置的零点校准模式下，第一阀2切换至断开状态并且第二阀3切换至接通状态，从而允许气体从采样气入口1流过第二气体线路的零点校准过滤器4进行过滤净化成为不含油的标注零点气，并流入到达PID电离传感器，PID传感器5采集存储当前标准零点气的数值用于校准测量装置；
其中，在测量装置的正常操作模式下，第一阀2切换至接通状态并且第二阀3切换至断开状态，从而允许气体从采样气入口1经由第一线路到达PID传感器5，用于正常测量采样气体。定期执行执行零点校准功能，以消除PID传感器5的零点漂移。通过将输入采集的空气净化，从而得到干净无油的空气，并把测量得到干净空气数值作为基准参考，从而把传感器本身的漂移抵消掉。
具体地，整个装置能够提供便利、可靠且灵活的操作和校准，从而容易地实现精确的测量和测量误差纠正。
具体地，如图1所示，零点校准过滤器4中装填有沸石或者活性炭和沸石的组合。沸石或者活性炭用于过滤除去气体中的油蒸汽或其它烃类。
具体地，如图1所示，第一阀2和第二阀3均为电磁阀。控制简单，切换操作方便。
具体地，测量装置是油蒸汽测量仪，配置成用于检测气体中的油蒸汽或其它烃类的含量。
具体地，如图1所示，零点校准过滤器4是执行自动化校准的零点校准过滤器4。
具体地，如图1所示，PID传感器5的上游还设置有干燥元件，用于对气体进行干燥。
如图1所示，一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量方法，基于以上任意一项所述的一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置，方法包括：
在测量装置的零点校准模式下，第一阀2切换至断开状态并且第二阀3切换至接通状态，从而允许气体从采样气入口1流过第二气体线路的零点校准过滤器4进行过滤净化成为不含油的标注零点气，并流入到达PID电离传感器，PID传感器5采集存储当前标准零点气的数值用于校准测量装置；和
在测量装置的正常操作模式下，第一阀2切换至接通状态并且第二阀3切换至断开状态，从而允许气体从采样气入口1经由第一线路到达PID传感器5，用于正常测量采样气体；和
在测量装置的关机模式下，将第一阀2和第二阀3都切换至断开状态。通过定期执行执行零点校准功能，以消除PID传感器5的零点漂移。通过将输入采集的空气净化，从而得到干净无油的空气，并把测量得到干净空气数值作为基准参考，从而把传感器本身的漂移抵消掉。通过用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量方法能够提供便利、可靠且灵活的操作和校准，从而容易地实现精确的测量和测量误差纠正。
具体地，如图1所示，方法还包括，在测量装置的关机模式下，将采样气入口1关闭。
具体地，在进料到光致电离传感器之前，通过干燥元件的方式对气体进行干燥。
具体地，气体是选自空气、氧气、氮气、压缩空气、二氧化碳组成的组中的一种。
综上所述，本发明一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置及测量方法，在测量装置的零点校准模式下，第一阀切换至断开状态并且第二阀切换至接通状态，从而允许气体从采样气入口流过第二气体线路的零点校准过滤器进行过滤净化成为不含油的标注零点气，并流入到达PID电离传感器，PID传感器采集存储当前标准零点气的数值用于校准测量装置定期执行执行零点校准功能，以消除PID传感器的零点漂移。即通过将输入采集的空气净化，从而得到干净无油的空气，并把测量得到干净空气数值作为基准参考，从而把传感器本身的漂移抵消掉。整个装置能够提供便利、可靠且灵活的操作和校准，从而容易地实现精确的测量和测量误差纠正。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：
PID传感器；
与所述PID传感器并联连接的第一气体线路和第二气体线路，所述第一气体线路和第二气体线路均在一端连接到采样气入口，且各自在另一端可操作地连接到所述PID传感器的气体入口；
其中，所述第一气体线路和第二气体线路上沿着气体流动方向分别设置有用于选择性地切换的第一阀和第二阀；
其中，所述第二气体线路上沿着气体流动方向在所述第二阀的下游设置有零点校准过滤器，所述零点校准过滤器用于过滤除去气体中的油蒸汽或其它烃类；
其中，在所述测量装置的零点校准模式下，所述第一阀切换至断开状态并且所述第二阀切换至接通状态，从而允许气体从所述采样气入口流过所述第二气体线路的所述零点校准过滤器进行过滤净化成为不含油的标注零点气，并流入到达所述PID电离传感器，所述PID传感器采集存储当前标准零点气的数值用于校准所述测量装置；
其中，在所述测量装置的正常操作模式下，所述第一阀切换至接通状态并且所述第二阀切换至断开状态，从而允许气体从所述采样气入口经由所述第一线路到达所述PID传感器，用于正常测量采样气体。
2.根据权利要求1所述的用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置，其特征在于，所述零点校准过滤器中装填有沸石或者活性炭和沸石的组合。
3.根据权利要求1所述的用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置，其特征在于，所述第一阀和第二阀均为电磁阀。
4.根据权利要求1所述的用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置，其特征在于，所述测量装置是油蒸汽测量仪，配置成用于检测所述气体中的油蒸汽或其它烃类的含量。
5.根据权利要求2所述的用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置，其特征在于，所述零点校准过滤器是执行自动化校准的零点校准过滤器。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置，其特征在于，所述PID传感器的上游还设置有干燥元件，用于对所述气体进行干燥。
7.一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量方法，其特征在于，基于权利要求1-6任意一项所述的一种用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量装置，所述方法包括：
在所述测量装置的零点校准模式下，所述第一阀切换至断开状态并且所述第二阀切换至接通状态，从而允许气体从所述采样气入口流过所述第二气体线路的所述零点校准过滤器进行过滤净化成为不含油的标注零点气，并流入到达所述PID电离传感器，所述PID传感器采集存储当前标准零点气的数值用于校准所述测量装置；和
在所述测量装置的正常操作模式下，所述第一阀切换至接通状态并且所述第二阀切换至断开状态，从而允许气体从所述采样气入口经由所述第一线路到达所述PID传感器，用于正常测量采样气体；和
在所述测量装置的关机模式下，将所述第一阀和所述第二阀都切换至断开状态。
8.根据权利要求7所述的用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量方法，其特征在于，所述方法还包括，在所述测量装置的关机模式下，将所述采样气入口关闭。
9.根据权利要求7-8中任意一项所述的用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量方法，其特征在于，在进料到所述光致电离传感器之前，通过干燥元件的方式对所述气体进行干燥。
10.根据权利要求7-8中任意一项所述的用于测量气体中油蒸汽或其它烃类含量的测量方法，其特征在于，所述气体是选自空气、氧气、氮气、压缩空气、二氧化碳组成的组中的一种。
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