CN110412237A - 等速式气体组份检测仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种等速式气体组份检测仪，包括检测仪本体，该检测仪本体设置有检测管和气筒，所述气筒设置有气室和电机电源安装室；所述气室的进气端可拆卸的与所述检测管的排气口连接，所述检测管的进气口与外界相通，所述检测管中设置有至少一个监测位；所述电机电源安装室内设置有活塞驱动电机，该活塞驱动电机驱动所述气室内的活塞等速移动。有益效果：通过驱动活塞移动，使气室内形成稳定负压，使流入气室的气流稳定且恒速，在检测管内产生等速气流，避免流速对气体检测的干扰。

Description

等速式气体组份检测仪
技术领域
本发明气体检测技术领域，具体的说是一种等速式气体组份检测仪。
背景技术
天然气由于属于危险性气体，并且供于人们使用，为了保证正常使用气体并且保证使用的安全性，对管道输送的天然气提出了多项标准。
为了使气体达到标准，在天然气输送过程中，需要做各种测试和检测，并且不能将该可燃烧的气体排出管道外，防止泄露导致的火灾或者爆炸。
在天然气测量过程中，例如天然气组份，往往需要在恒定气流条件下进行，然而在测量过程中，由于通入的气流是由供气公司或者用气用户决定的，气流不稳定，导致流入的气流波动比较严重，导致测试不准确，不值得信服。
除此之外，很多气体的组份检测环境复杂，如下水道内，化工厂，气矿，室内甲醛检测等，都存在不同的组份检测，其检测方式各不相同，其测量元件可能也存在差异，并且在检测过程中，气流流速影响大，造成检测结果误差大，检测结果无法使用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种等速式气体组份检测仪，形成稳定匀速的气流，运用范围广，传感器可根据使用场景进行更换，通用性强。
为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
一种等速式气体组份检测仪，其关键技术在于：包括检测仪本体，该检测仪本体设置有检测管和气筒，所述气筒设置有气室和电机电源安装室；所述气室的进气端可拆卸的与所述检测管的排气口连接，所述检测管的进气口与外界相通，所述检测管中设置有至少一个监测位；所述电机电源安装室内设置有活塞驱动电机，该活塞驱动电机驱动所述气室内的活塞等速移动。
通过上述设计，将该检测仪本体安装到任意气管上，通过控制活塞驱动电机等速移动，产生稳定负压后，使气管内的气体匀速进入气室内，使检测管内形成稳定、匀速的气流。通过将监测仪表设置在监测位上，实现气体组份含量检测。
其中，检测管可拆卸的与气室的进气端连接，在实现不同的气体检测时，即可实现拆卸更换检测管，无需卸载安装在监测位的仪表仪器，避免仪表仪器在上一检测过程中，留下的残余气体，对下一检测造成的影响，提高检测精度，避免污染。
进一步的技术方案为，所述检测管中设置有一个监测位，在所述监测位上安装有热式质量流量计。
设置热式质量流量计，通过热式质量流量计的加热电阻和温度传感器，实现温度实时加热以及实时温度检测。并且在检测管中，控制气流稳定流过的检测管，热式质量流量计实时采集的温度传感器检测到的气流温度变化，并绘制出气流时间与温度值变化曲线，通过曲线结合组份公式，根据不同组份热导率的值得变化，拟合出气流的成份含量。
其中，在监测位上设置有微处理器安装孔，其中该微处理器设置在该安装孔捏，并且该安装孔与检测管道相通，微处理器上设置的加热电阻和温度传感器实现温度加热和温度采集。
作为另一种技术方案，所述检测管中设置有两个监测位，其中一个监测位上安装有热式质量流量计，另一个监测位上安装有气压检测计。
通过在另一个监测位上加装气压检测计，对检测管气压进行检测，避免气压对组份检测造成的影响。
再进一步的，在所述活塞上连接有齿条，该齿条穿过所述电机电源安装室后伸出气筒；所述活塞驱动电机经减速器与驱动轮连接，所述驱动轮的轮齿与所述齿条相啮合。
通过上述方案，电机驱动下，经减速器减速后，力矩增大，驱动轮驱动齿条移动，由于速度慢，则气流稳定，便于传感器绘制温度变化曲线，组份含量检测精度高。并且电机可以通过正反转，驱动齿条做往复运动，使气流稳速流入或者将气室内的气体清空。气体流速可通过电机的转速进行控制，并且可以通过调节气体流速，检测在不同流速下，组份含量是否相同，提高检测精度。
再进一步的，在所述活塞上还连接有导向杆，该导向杆穿过所述电机电源安装室，该导向杆与所述齿条平行。
通过上述方案，导向杆为活塞运动方向提供导向作用，防止活塞和齿条发生偏移，保证驱动方向，保证气流进排放的稳定性。
再进一步的，在所述电机电源安装室内还设置有驱动电路、供电电路和电池；所述驱动电路的驱动输出端与所述供电电路的驱动输入端连接，所述供电电路的电机供电端与活塞驱动电机连接；所述电池为所述驱动电路、供电电路供电。
实现模块化供电，在电机电源安装室对应的检测仪本体上开有电池安装口。实现电池的更换，并且在检测仪本体设置有电源接口，用于对监测位上安装的检测仪器进行供电。
再进一步的，所述气室的进气端与所述检测管的排气口经第一法兰盘组连接。
通过该第一法兰盘组，实现检测管便捷拆装、更换，以适应安装不同的仪表仪器，实现等速气流下，不同气体功能的检测，保证及检测设备的通用性。
再进一步的，所述检测管的进气口处设置有第二法兰盘，在该第二法兰盘的盘面上开有密封槽，在该密封槽内布置有密封条。
第二法兰盘用于与主管道连接，通过驱动活塞运动，使气室产生负压，使主管道内的气流在负压作用下，匀速流入气室内。采用密封结构，防止对气室内部的气压造成影响，且防止有害或者易爆气体检测过程中发生泄漏。
再进一步的，在所述气筒侧壁上设置有观察口，在该观察口上设置有气室刻度线。
通过观察口对气室内进行观察，用于观察活塞的设置位置工作状况和气室内部的清洁度。
本发明的有益效果：通过驱动活塞移动，使气室内形成稳定负压，使流入气室的气流稳定且恒速，实现气体不同功能再等速条件下的测试。
附图说明
图1是本发明的检测安装示意图；
图2是本发明的检测仪截面示意图
图3是本发明的检测仪正视图；
图4是供电电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
在本实施例中，以天然气组份检测为例，采用等速式气体组份检测仪对流入管道中的天然气组份含量进行检测。
从图1和2可以看出，一种等速式气体组份检测仪，包括检测仪本体1，该检测仪本体1设置有检测管11和气筒12，所述气筒12设置有气室a和电机电源安装室b；所述气室a的进气端可拆卸的与所述检测管11的排气口连接，所述检测管11的进气口与外界相通，所述检测管11中设置有2个监测位；所述电机电源安装室b内设置有活塞驱动电机3，该活塞驱动电机3驱动所述气室a内的活塞等速移动。
在本实施例中，结合图1和2可以看出，所述检测管11中设置有两个监测位，其中检测管前端的监测位上安装有热式质量流量计2，另一个监测位上安装有气压检测计5。
在本实施例中，结合图1和2可以看出，在所述活塞上连接有齿条13，该齿条13穿过所述电机电源安装室b后伸出气筒12；所述活塞驱动电机3经减速器3b与驱动轮3a连接，所述驱动轮3a的轮齿与所述齿条13相啮合。
在本实施例中，结合图1和2可以看出，在所述活塞上还连接有导向杆14，该导向杆14穿过所述电机电源安装室b后穿出检测仪本体1，该导向杆14与所述齿条13平行。
在本实施例中，结合图2和图4可以看出，在所述电机电源安装室b内还设置有驱动电路、供电电路和电池4a；所述驱动电路的驱动输出端与所述供电电路的驱动输入端连接，所述供电电路的电机供电端与活塞驱动电机3连接；所述电池4a为所述驱动电路、供电电路供电。
在本实施例中，结合图4可以看出，供电电路包括正转驱动输入端和反转驱动输入端，正转驱动输入端与微控制器的正转驱动输出端连接，正转驱动输入端与第六三极管Q6的基极连接，该第六三极管Q6集电极经第一电阻R1与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极与电池的高压供电端连接；第六三极管Q6发射极与第五三极管Q5的基极连接，该第五三极管Q5的集电极与第一三极管Q1的集电极连接；第一三极管Q1的发射极与电池的高压供电端连接；第一三极管Q1的基极经第二电阻R2与第三三极管Q3的集电极连接，第三三极管Q3发射极与第四三极管Q4的基极连接，所述第三三极管Q3基极作为供电电路反转驱动输入端，微控制器的反转驱动输出端连接。第四三极管Q4的集电极与第二三极管Q2的集电极连接；第四三极管Q4的发射极和第五三极管Q5的发射极经第五电阻R5接地。
其中，第二三极管Q2集电极还经第三电阻R3与电机正接；
第一三极管Q1集电极还经第四电阻R4与电机反接；
第二三极管Q2集电极与第一三极管Q1集电极之间连接有电容C；
第二三极管Q2集电极还与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极接地；
第一三极管Q1集电极还与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极接地。
作为一种实施方式，在检测仪本体1内设置有监测仪表供电电路，该监测仪表供电电路的供电接口设置在电机电源安装室对应的检测仪本体上，用于通过连接热式质量流量计2和气压检测计5，实现供电。其中监测仪表供电电路由电池4a供电。
作为另一种实施方式，热式质量流量计2和气压检测计5自带纽扣电池，进行供电。
在本实施例中，结合图1和图2可以看出，所述气室a的进气端与所述检测管11的排气口经第一法兰盘组7连接。
在本实施例中，结合图1和图2可以看出，所述检测管11的进气口处设置有第二法兰盘8，在该第二法兰盘8的盘面上开有密封槽，在该密封槽内布置有密封条。
在本实施例中，结合图3可以看出，在所述气筒12侧壁上设置有观察口6，在该观察口6上设置有气室刻度线。
在本发明中，检测仪的检测使用步骤为：
S1：启动活塞驱动电机3正转，使其驱动活塞向气室进气口方向运动，排出气室内的气体后，启动活塞驱动电机3停止驱动；
S2：将等速式气体组份检测仪与天然气检测气管A连接；
S3：设置电机反转速度，结合反转速度对应驱动轮驱动活塞杆移动速度和气缸长度，得到平均流速和反转总时间，即检测总时间；
S4：启动活塞驱动电机3反转，所述气室形成负压，使天然气检测气管内的待检测天然气匀速经过热式质量流量计2进入气室；
S5：天然气等速流经检测管11后，设定检测周期，实时获取热式质量流量计2的加热温度和温度传感器检测到的实时温度，得到在气流速度为V1时，气体时间温度变化曲线，返回步骤S1，改变气流速度，得到多组气体时间温度变化曲线。检测过程中，消除了气压不稳定、流速不可控等变量的影响。
通过上述步骤，热式质量流量计2通过控制加热元件加热至设定温度后，并对该加热元件的加热层进行检测，得到达到指定温度需要的时间或者能够达到的最高温度。通过热式质量流量计的检测数据以及天然气气压，拟合出加热的时间温度曲线，并得到天然气组份含量。
应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种等速式气体组份检测仪，其特征在于：包括检测仪本体(1)，该检测仪本体(1)设置有检测管(11)和气筒(12)，所述气筒(12)设置有气室(a)和电机电源安装室(b)；
所述气室(a)的进气端可拆卸的与所述检测管(11)的排气口连接，所述检测管(11)的进气口与外界相通，所述检测管(11)中设置有至少一个监测位；
所述电机电源安装室(b)内设置有活塞驱动电机(3)，该活塞驱动电机(3)驱动所述气室(a)内的活塞等速移动。
2.根据权利要求1所述的等速式气体组份检测仪，其特征在于：所述检测管(11)中设置有一个监测位，在所述监测位上安装有热式质量流量计(2)。
3.根据权利要求1所述的等速式气体组份检测仪，其特征在于：所述检测管(11)中设置有两个监测位，其中一个监测位上安装有热式质量流量计(2)，另一个监测位上安装有气压检测计(5)。
4.根据权利要求1所述的等速式气体组份检测仪，其特征在于：在所述活塞上连接有齿条(13)，该齿条(13)穿过所述电机电源安装室(b)后伸出气筒(12)；
所述活塞驱动电机(3)经减速器(3b)与驱动轮(3a)连接，所述驱动轮(3a)的轮齿与所述齿条(13)相啮合。
5.根据权利要求4所述的等速式气体组份检测仪，其特征在于：在所述活塞上还连接有导向杆(14)，该导向杆(14)穿过所述电机电源安装室(b)，该导向杆(14)与所述齿条(13)平行。
6.根据权利要求1所述的等速式气体组份检测仪，其特征在于：在所述电机电源安装室(b)内还设置有驱动电路、供电电路和电池(4a)；
所述驱动电路的驱动输出端与所述供电电路的驱动输入端连接，所述供电电路的电机供电端与活塞驱动电机(3)连接；
所述电池(4a)为所述驱动电路、供电电路供电。
7.根据权利要求1所述的等速式气体组份检测仪，其特征在于：所述气室(a)的进气端与所述检测管(11)的排气口经第一法兰盘组(7)连接。
8.根据权利要求1所述的等速式气体组份检测仪，其特征在于：所述检测管(11)的进气口处设置有第二法兰盘(8)，在该第二法兰盘(8)的盘面上开有密封槽，在该密封槽内布置有密封条。
9.根据权利要求1所述的等速式气体组份检测仪，其特征在于：在所述气筒(12)侧壁上设置有观察口(6)，在该观察口(6)上设置有气室刻度线。
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