CN111366681B - 一种离心机氧浓度智能在线分析系统 - Google Patents

一种离心机氧浓度智能在线分析系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种离心机氧浓度智能在线分析系统，属于氧气浓度检测；所述系统包括取样探头、自动水洗单元、接触式气液分离器、恒温型涡旋制冷除湿器、精细过滤器、吸附式过滤器、自洁式过滤器、气动隔膜泵、氧气检测仪和分析柜；其中，所述自动水洗单元、接触式气液分离器、恒温型涡旋制冷除湿器、精细过滤器、吸附式过滤器、自洁式过滤器和气动隔膜泵均设置于分析柜内部。

Description

一种离心机氧浓度智能在线分析系统
技术领域
本发明提出的一种离心机氧浓度智能在线分析系统，属于氧气浓度检测。
背景技术
测量气体成分的流程分析系统在很多领域生产过程中常常被用到，但是，在实际生产过程中，在特别时存在化学反映的生产过程中，仅仅对温度、压力和流量等物理参数进行自动检测和监控是远远不够的，由于被分析气体的多样性和分析原理的千差万别，气体分析以的种类也非常多，现在生产过程中常用的由热导式气体分析仪等。
由于离心机所处理的物料种类繁多，而且许多是易燃易爆的物料，这就容易引起燃烧爆炸事故。离心机中氧气浓度的检测就十分重要。现在的离心机的氧气浓度分析系统无法去除气体样本中杂质，导致气体浓度检测不便，并且严重导致浓度检测不准确。
发明内容
本发明提供了一种离心机氧浓度智能在线分析系统，用以解决现有氧气浓度分析系统的检测准确率低问题，所采取的技术方案如下：
一种离心机氧浓度智能在线分析系统，所述系统包括取样探头、自动水洗单元、接触式气液分离器、恒温型涡旋制冷除湿器、精细过滤器、吸附式过滤器、自洁式过滤器、气动隔膜泵、氧气检测仪和分析柜；其中，所述自动水洗单元、接触式气液分离器、恒温型涡旋制冷除湿器、精细过滤器、吸附式过滤器、自洁式过滤器和气动隔膜泵均设置于分析柜内部；
所述取样探头设置在离心机内部，用于采集离心机内的气体样本；
所述自动水洗单元的进气口通过管路与取样探头相连；所述进气口与取样探头相连的管路上设有三通切换阀；所述自动水洗单元用于对气体样本进行碱洗、水洗和吹扫处理；
所述接触式气液分离器的进气口通过管路与自动水洗单元的出气口相连；所述接触式气液分离器用于将自动水洗单元处理后的气体样本进行水气分离；
所述恒温型涡旋制冷除湿器的压缩气体输入口通过管路与分析柜侧壁上的压缩空气入口相连，所述压缩气体输入口用于向恒温型涡旋制冷除湿器中导入压缩空气；所述恒温型涡旋制冷除湿器的气样输入口通过管道与接触式气液分离器的出气口相连；所述气样输入口用于向恒温型涡旋制冷除湿器中导入接触式气液分离器处理后的气体样本；所述恒温型涡旋制冷除湿器用于对接触式气液分离器处理后的气体样本进行制冷，并去除气体样本中的水汽；
所述精细过滤器通过管路分别与恒温型涡旋制冷除湿器的出气口和分析柜侧壁上的气样排放口相连；所述精细过滤器用于清除气体样本中的残余杂质和液滴；
所述吸附式过滤器的进气口通过管路与所述精细过滤器相连；所述吸附式过滤器用于对精细过滤器处理后的气体样本中所含有的有机溶剂气体进行过滤消除；
所述自洁式过滤器的进气口通过管路与吸附式过滤器的出气口相连；所述自洁式过滤器用于对的饱和水汽进行脱除；
所述气动隔膜泵的进气口通过管路与所述自洁式过滤器的出气口相连；所述气动隔膜泵的出气口通过管路与分析柜侧壁上的气样排放口相连；所述气动隔膜泵用于抽取气体样本使其进入氧气检测仪中；
所述氧气检测仪设置于分析柜外部，所述氧气检测仪的进气口通过管路和分析柜侧壁上的气样排放口与所述气动隔膜泵的出气口相连；所述氧气检测仪用于对动隔膜泵抽取的气体样本进行氧含量分析。
进一步地，所述取样探头内部设置有钛材滤芯；所述取样探头的前端设置有根部法兰球阀，所述根部法兰球阀与离心机内部的气体采样点对应的机内位置进行法兰对接，并且所述取样探头通过分析柜侧壁上的样气入口与自动水洗单元以管路连接方式相连。
进一步地，所述自动水洗单元包括储碱罐、储水罐、碱洗罐、水洗罐和残液收集桶；
所述储碱罐的残液排出口通过管路与残液收集桶相连，并且在储碱罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有呼吸阀；所述储碱罐通过管路与碱洗罐相连，并且在储碱罐与碱洗罐相连的管路上设有止回阀；
所述储水罐的残液排出口通过管路与残液收集桶相连，并且在储水罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有呼吸阀；所述储水罐通过管路与水洗罐相连，并且在储水罐与水洗罐相连的管路上设有止回阀；
所述碱洗罐的进气口通过管路分别与取样探头和分析柜侧壁上的空气校验口和相连，并且在碱洗罐的进气口分别与取样探头和所述空气校验口相连的三岔管路上设有三通切换阀；所述碱洗罐的残液排出口与残液收集桶相连，并且在碱洗罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有止回阀；
所述水洗罐的进气口通过管路与所述碱洗罐的出气口相连；所述水洗罐的出气口通过管路与接触式气液分离器的进气口相连，所述水洗罐的出气口即为自动水洗单元的出气口；所述水洗罐的残液排出口与残液收集桶相连，并且在水洗罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有止回阀；
所述残液收集桶的底部设有残液排出口，所述残液排出口通过管道和分析柜底部的排液口一相连，并且在所述残液排出口与所述排液口一相连的管道上设有呼吸阀；所述残液收集桶顶部设有溢流口，所述溢流口通过管道与分析柜底部的排液口二相连。
进一步地，所述分析柜上还设有吹扫口，所述吹扫口通过管路分别与样气入口和碱洗罐的进气口相连；并且，在吹扫口分别与样气入口和碱洗罐的进气口相连的三岔管路上设有三通切换阀。
进一步地，所述接触式气液分离器包括不锈钢壳体、玻璃珠滤液芯和集液罐；所述玻璃珠滤液芯设置于不锈钢壳体内，并所述玻璃珠滤液芯的液体排除口通过管道与集液罐相连；所述玻璃珠滤液芯的进气口即为接触式气液分离器的进气口；所述玻璃珠滤液芯的出气口即为接触式气液分离器的出气口；所述集液罐底部设有液体排出口，所述液体排出口通过管道与分析柜底部的排液口三相连；并且在所述液体排出口与所述排液口三相连的管道上设有呼吸阀。
进一步地，所述恒温型涡旋制冷除湿器包括尾嘴调节阀、第一玻璃冷腔双腔热交换器、第二玻璃冷腔双腔热交换器和热膨胀恒温阀；所述第一玻璃冷腔双腔热交换器的进气口即为所述恒温型涡旋制冷除湿器的压缩气体输入口；所述第二玻璃冷腔双腔热交换器的出气口即为所述恒温型涡旋制冷除湿器的出气口；并且，在进气口与分析柜侧壁上的压缩空气入口相连的管路上设有过滤减压阀；
所述第一玻璃冷腔双腔热交换器的出气口与第二玻璃冷腔双腔热交换器的进气口通过管路相连；所述第一玻璃冷腔双腔热交换器的出气口与第二玻璃冷腔双腔热交换器的进气口上设有热膨胀恒温阀，用于通过调节第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器的进气量实现温度来实现第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器的恒温；
所述第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器的底部均设有一个自动排液器；所述第一玻璃冷腔双腔热交换器对应的自动排液器的液体排出口通过管路与分析柜底部的排液口四相连；所述第二玻璃冷腔双腔热交换器对应的自动排液器的液体排出口通过管路与分析柜底部的排液口五相连。
进一步地，所述精细过滤器包括过滤器外壳、滤芯固定件和滤芯；所述滤芯通过滤芯固定件固定安装在过滤器外壳内，所述滤芯采用防腐的硼硅盐酸玻璃纤维制成；在所述精细过滤器与分析柜侧壁上的气样排放口相连的管路上设有可调流量计。
进一步地，所述自洁式过滤器的出气口与所述气动隔膜泵的进气口相连的管路上设有可调流量计；所述自洁式过滤器包括过滤器外壳和过滤膜组，所述过滤膜组包括一级过滤膜、二级过滤膜、三级过滤膜和四级过滤膜；所述一级过滤膜、二级过滤膜、三级过滤膜和四级过滤膜沿过滤器进气口至出气口方向依次固定安装于滤器外壳内；所述一级过滤膜由两个等长过滤膜对接而成，两个等长过滤膜之间的夹角为45°——50°，并且两个等长过滤膜对接点靠近进气口方向，过滤膜与过滤器外壳内壁连接位置靠近出气口方向；所述二级过滤膜由两个等长过滤膜对接而成，两个等长过滤膜之间的夹角为60°——65°，并且两个等长过滤膜对接点靠近出气口方向，过滤膜与过滤器外壳内壁连接位置靠近进气口方向；所述三级过滤膜采用倾斜方式固定在过滤器外壳内部，所述三级过滤膜与过滤器外壳内壁夹角为40°——45°；所述四级过滤膜采用倾斜方式固定在过滤器外壳内部，所述四级过滤膜与过滤器外壳内壁夹角为30°——40°，并且，所述三级过滤膜和四级过滤膜的倾斜方向相反。
进一步地，所述氧气分析仪包括氧气探头，氧气测试单元、控制器单元和控制箱；
所述氧气探头，用于采集氧气浓度；
所述氧气测试单元与氧气探头电气连接，用于检测氧气浓度值；
所述控制器单元与所述氧气测试单元进行电气连接，用于采集氧气测试单元的浓度值并显示；其中，所述控制器单元具备一组4～20mA输出、两组485输出并具有可再扩展一路485 或232输出，并且，所述两组485的其中一组485或4～20mA可连接DCS；另一组485可作为4G数据通道；
所述控制箱设置于氧气探头一侧并与氧气探头进行信号数据连接；所述氧气探头接收到的信号传输至控制箱，并由控制箱传输至DCS平台和云端进行显示。
进一步地，所述离心机氧浓度智能在线分析系统根据公式(1)计算氧气检测仪的气体样本采集量：
Figure BDA0002404411120000041
a＝S/Se
b＝tj/t
其中，H表示氧气检测仪的气体样本采集量；S表示所述自洁式过滤器的出气口与所述气动隔膜泵的进气口相连的管路上设置的可调流量计在气体泄露检测时检测到的管路内气体流量；Se表示所述可调流量计流量刻度的单位流量；tj表示所述可调流量计测量一个单位流量所用时间；t表示气动隔膜泵抽取气体样本的采样时间；Aij表示氧气检测仪在当前气动隔膜泵抽取气体样本时的氧气浓度检测值；i＝1、2、3……S/Se；j＝1、2、3……tj/t。
本发明有益效果：
本发明提出的离心机氧浓度智能在线分析系统，所述系统通过各部件的组成和管路结构设计，能够有效滤除气体样本中的多余杂质，提高气体样本的精度，进而提高离心机氧浓度智能在线分析系统的检测准确度；同时，增加了离心机氧浓度智能在线分析系统自身的管路气密性检测，既提高了分析系统自身的运行安全性，同时，也进一步提高了离心机氧浓度智能在线分析系统的检测准确度。
附图说明
图1为发明所述离心机氧浓度智能在线分析系统的系统结构图；
图2为发明所述自洁式过滤器的结构示意图；
(FE，取样探针；B，3/8穿板接头；C，8mm穿板接头；F，精细过滤器；BXV，三通切换阀；TF，接触式气液分离器；DP，气动隔膜泵；PFV，过滤减压阀；FL，可调流量计；VC 恒温型涡旋制冷除湿器；AST，自动排水器；NV，针型阀；GZF，吸附式过滤器；MF，自洁式过滤器；BV，呼吸阀；1，一级过滤膜；2，二级过滤膜；3，三级过滤膜；4，四级过滤膜)
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种离心机氧浓度智能在线分析系统，用以解决现有氧气浓度分析系统的检测准确率低问题，所采取的技术方案如下：
一种离心机氧浓度智能在线分析系统，如图1所示，所述系统包括取样探头、自动水洗单元、接触式气液分离器、恒温型涡旋制冷除湿器、精细过滤器、吸附式过滤器、自洁式过滤器、气动隔膜泵、氧气检测仪和分析柜；其中，所述自动水洗单元、接触式气液分离器、恒温型涡旋制冷除湿器、精细过滤器、吸附式过滤器、自洁式过滤器和气动隔膜泵均设置于分析柜内部；
所述取样探头设置在离心机内部，用于采集离心机内的气体样本；
所述自动水洗单元的进气口通过管路与取样探头相连；所述进气口与取样探头相连的管路上设有三通切换阀；所述自动水洗单元用于对气体样本进行碱洗、水洗和吹扫处理；
所述接触式气液分离器的进气口通过管路与自动水洗单元的出气口相连；所述接触式气液分离器用于将自动水洗单元处理后的气体样本进行水气分离；
所述恒温型涡旋制冷除湿器的压缩气体输入口通过管路与分析柜侧壁上的压缩空气入口相连，所述压缩气体输入口用于向恒温型涡旋制冷除湿器中导入压缩空气；所述恒温型涡旋制冷除湿器的气样输入口通过管道与接触式气液分离器的出气口相连；所述气样输入口用于向恒温型涡旋制冷除湿器中导入接触式气液分离器处理后的气体样本；所述恒温型涡旋制冷除湿器用于对接触式气液分离器处理后的气体样本进行制冷，并去除气体样本中的水汽；
所述精细过滤器通过管路分别与恒温型涡旋制冷除湿器的出气口和分析柜侧壁上的气样排放口相连；所述精细过滤器用于清除气体样本中的残余杂质和液滴；
所述吸附式过滤器的进气口通过管路与所述精细过滤器相连；所述吸附式过滤器用于对精细过滤器处理后的气体样本中所含有的有机溶剂气体进行过滤消除；
所述自洁式过滤器的进气口通过管路与吸附式过滤器的出气口相连；所述自洁式过滤器用于对的饱和水汽进行脱除；
所述气动隔膜泵的进气口通过管路与所述自洁式过滤器的出气口相连；所述气动隔膜泵的出气口通过管路与分析柜侧壁上的气样排放口相连；所述气动隔膜泵用于抽取气体样本使其进入氧气检测仪中；
所述氧气检测仪设置于分析柜外部，所述氧气检测仪的进气口通过管路和分析柜侧壁上的气样排放口与所述气动隔膜泵的出气口相连；所述氧气检测仪用于对动隔膜泵抽取的气体样本进行氧含量分析。
本实施例的技术原理为：系统通过取样探头在离心机内提取气体样本，然后将气体样本送入自动水洗单元中进行水洗和碱洗用以去除气体样本中的固体杂质，并对气体样本进行稀释及置换活性气体；然后将清洗后的气体样本注入值接触式气液分离器进行气液分离，将气体样本中的液体滤除并将残液排出分析柜外；从接触式气液分离器出来的气体样本输入至恒温型涡旋制冷除湿器，气体样本中的水蒸气在恒温型涡旋制冷除湿器中通过制冷的方式被滤除；然后该气体样本被输入到精细过滤器中，通过精细过滤器将气体中存有的残余杂质、腐蚀性的液滴进行滤除，用以保证气体样本在输入至后续的氧气检测仪中不会对氧气检测仪造成损坏，保证氧气检测仪的正常运行；然后，从精细过滤器中出来的气体样本依次经过吸附式过滤器和自洁式过滤器；其中，吸附式干燥器采用活性炭吸附原理对气体样本进行过滤处理，对气体样本中的有机溶剂样气进行进一步干燥以消除有机溶剂对测量的影响，进一步提高氧气浓度检测的准确性；自洁式过滤器采用纳米级膜的分离原理对被测气体样本中含有的饱和水汽进行脱除，避免水汽进入到后续的氧气检测仪中影响检测仪的正常使用和检测精度，有效提高在线分析系统的氧气浓度检测准确度和精度。最后，通过气动隔膜泵抽取气体样本至氧气检测仪中对氧气浓度进行检测。
本实施例的技术效果为：所述系统通过各部件的组成和管路结构设计，针对气体样本中存有的杂质类型，通过多层级的逐级过滤能够有效滤除气体样本中的多余杂质，提高气体样本的精度，进而提高离心机氧浓度智能在线分析系统的检测准确度。
本发明的一个实施例，所述取样探头内部设置有钛材滤芯；所述取样探头的前端设置有根部法兰球阀，所述根部法兰球阀与离心机内部的气体采样点对应的机内位置进行法兰对接，并且所述取样探头通过分析柜侧壁上的样气入口与自动水洗单元以管路连接方式相连。
本实施例的技术原理为：取样探头内部设置有钛材滤芯使过滤精度达到5μm，在气体样本采集的时候为在线分析系统进行初级过滤，同时根部法兰球阀能够有效固定取样探头。
本实施例的技术效果为：通过取样探头内部钛材滤芯的设置对气体样本进行初步过来，为在线系统增加了一个过滤环节，提高了气体样本的过滤精度使气体样本纯度增加，进而提高在线分析系统氧气浓度检测精度和准确度。
本发明的一个实施例，所述自动水洗单元包括储碱罐、储水罐、碱洗罐、水洗罐和残液收集桶；
所述储碱罐的残液排出口通过管路与残液收集桶相连，并且在储碱罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有呼吸阀；所述储碱罐通过管路与碱洗罐相连，并且在储碱罐与碱洗罐相连的管路上设有止回阀；
所述储水罐的残液排出口通过管路与残液收集桶相连，并且在储水罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有呼吸阀；所述储水罐通过管路与水洗罐相连，并且在储水罐与水洗罐相连的管路上设有止回阀；
所述碱洗罐的进气口通过管路分别与取样探头和分析柜侧壁上的空气校验口和相连，并且在碱洗罐的进气口分别与取样探头和所述空气校验口相连的三岔管路上设有三通切换阀；所述碱洗罐的残液排出口与残液收集桶相连，并且在碱洗罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有止回阀；
所述水洗罐的进气口通过管路与所述碱洗罐的出气口相连；所述水洗罐的出气口通过管路与接触式气液分离器的进气口相连，所述水洗罐的出气口即为自动水洗单元的出气口；所述水洗罐的残液排出口与残液收集桶相连，并且在水洗罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有止回阀；
所述残液收集桶的底部设有残液排出口，所述残液排出口通过管道和分析柜底部的排液口一相连，并且在所述残液排出口与所述排液口一相连的管道上设有呼吸阀；所述残液收集桶顶部设有溢流口，所述溢流口通过管道与分析柜底部的排液口二相连。
本实施例的技术原理为：自动水洗单元内部包括储碱罐、储水罐、碱洗罐、水洗罐和残液收集桶；通过上述罐体部件以及管道和阀体的设置实现自动换碱和自动换水，同时，自动水洗单元中对气体样本进行水洗和碱洗用以去除气体样本中的固体杂质，并对气体样本进行稀释及置换活性气体。
本实施例的技术效果为：提高气体样本的过滤精度和氧气浓度检测的准确度，自动换碱、自动换水，使自动水洗单元的运行无需人工干预，节省大量人工并有效保证系统运行的稳定性。
本发明的一个实施例，所述分析柜上还设有吹扫口，所述吹扫口通过管路分别与样气入口和碱洗罐的进气口相连；并且，在吹扫口分别与样气入口和碱洗罐的进气口相连的三岔管路上设有三通切换阀。
本实施例的技术原理为：通过与分析柜上吹扫口的连接，使自动水洗单元还具备自动吹扫及净化的功能。
本实施例的技术效果为：提高气体样本的过滤精度和氧气浓度检测的准确度，自动换碱、自动换水和自动吹扫及净化功能，使自动水洗单元的运行无需人工干预，节省大量人工并有效保证系统运行的稳定性。
本发明的一个实施例，所述接触式气液分离器包括不锈钢壳体、玻璃珠滤液芯和集液罐；所述玻璃珠滤液芯设置于不锈钢壳体内，并所述玻璃珠滤液芯的液体排除口通过管道与集液罐相连；所述玻璃珠滤液芯的进气口即为接触式气液分离器的进气口；所述玻璃珠滤液芯的出气口即为接触式气液分离器的出气口；所述集液罐底部设有液体排出口，所述液体排出口通过管道与分析柜底部的排液口三相连；并且在所述液体排出口与所述排液口三相连的管道上设有呼吸阀。
本实施例的技术原理为：气体样本通过玻璃珠滤液芯进行过滤，滤除气体样本中的液体，该液体被搜集到集液罐中，并通过集液罐和分析柜底部的排液口三排出。
本实施例的技术效果为：完成气体样本的水汽分离，接触式气液分离器的结构设计能够有效提高气体样本气液分离的效率，同时，集液罐与排液口之间管道和阀体的设计加快了废液排出速度，有效提高废液排出效率，保证在线分析系统的正常运行。
本发明的一个实施例，所述恒温型涡旋制冷除湿器包括尾嘴调节阀、第一玻璃冷腔双腔热交换器、第二玻璃冷腔双腔热交换器和热膨胀恒温阀；所述第一玻璃冷腔双腔热交换器的进气口即为所述恒温型涡旋制冷除湿器的压缩气体输入口；所述第二玻璃冷腔双腔热交换器的出气口即为所述恒温型涡旋制冷除湿器的出气口；并且，在进气口与分析柜侧壁上的压缩空气入口相连的管路上设有过滤减压阀；
所述第一玻璃冷腔双腔热交换器的出气口与第二玻璃冷腔双腔热交换器的进气口通过管路相连；所述第一玻璃冷腔双腔热交换器的出气口与第二玻璃冷腔双腔热交换器的进气口上设有热膨胀恒温阀，用于通过调节第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器的进气量实现温度来实现第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器的恒温；
所述第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器的出气口上设置调节阀，用于调节第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器的出口处的冷气排出温度和冷流率；
所述第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器的底部均设有一个自动排液器；所述第一玻璃冷腔双腔热交换器对应的自动排液器的液体排出口通过管路与分析柜底部的排液口四相连；所述第二玻璃冷腔双腔热交换器对应的自动排液器的液体排出口通过管路与分析柜底部的排液口五相连。
本实施例的技术原理为：恒温型涡旋制冷除湿器以压缩空气为动力，当0.26-0.35Mpa的压缩空气注入至恒温型涡旋制冷除湿器中时，使气体在第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器中以上万转的转速流过并通过第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器中使其具有制冷功能，气体样本经过两级冷却后能够有效滤除其中含有的水蒸气，一般当入口压力为0.4Mpa时，冷气率为30％，冷气出口和压缩空气出口温度差可达 45℃。同时，在第一玻璃冷腔双腔热交换器的出气口与第二玻璃冷腔双腔热交换器的进气口上设有热膨胀恒温阀，热膨胀恒温阀通过进气温度的高低来调节第一玻璃冷腔双腔热交换器的出气口与第二玻璃冷腔双腔热交换器的进气量(进气温度高，则减少进气量；进气温度低，则增大进气量)，从而将第一玻璃冷腔双腔热交换器的出气口与第二玻璃冷腔双腔热交换器的温度恒定在1℃-3℃，进而使涡旋制冷除湿器具有恒温功能，有效提高了涡旋制冷除湿器运行的稳定性。气体样本中的水蒸气冷凝后形成的残液物质通过自动排液器排出。
本实施例的技术效果为：恒温型涡旋制冷除湿器的结构设计能够有效提高气体样本的制冷效果，并且减小恒温型涡旋制冷除湿器的整体体积减，提高恒温型涡旋制冷除湿器的运行稳定性；以压缩空气为动力，不需要电力，节省能源并提高系统运行的稳定性和可靠性，同时，所述在线分析系统应用与易燃易爆气体环境中，采用压缩空气为动力可以避免因用电火花造成爆炸的危险。
本发明的一个实施例，所述精细过滤器包括过滤器外壳、滤芯固定件和滤芯；所述滤芯通过滤芯固定件固定安装在过滤器外壳内，所述滤芯采用防腐的硼硅盐酸玻璃纤维制成；在所述精细过滤器与分析柜侧壁上的气样排放口相连的管路上设有可调流量计。整个过滤器外和滤芯固定件均采用不锈钢制成。并且过滤器进气口和出气口处设有防腐的氟橡胶气密件。
本实施例的技术原理为：精细过滤器内部采用防腐的硼硅盐酸玻璃纤维制成的滤芯能够对气体样本中的残余杂质和液滴进行滤除，不锈钢制成的过滤器外壳和滤芯固定件能够使过滤器内部各部件易于更换，并且通过氟橡胶气密件能够使整个过滤器具有防腐、高效过滤和维护方便的优点。
本实施例的技术效果为：精细过滤器内部采用防腐的硼硅盐酸玻璃纤维制成的滤芯能够有效提高精度过滤器的过滤精度，不锈钢制成的过滤器外壳和滤芯固定件以及氟橡胶气密件的设置提高了精细过滤器的防腐性能和维护便捷性。
本发明的一个实施例，如图1和图2所示，所述自洁式过滤器的出气口与所述气动隔膜泵的进气口相连的管路上设有可调流量计；所述自洁式过滤器包括过滤器外壳和过滤膜组，所述过滤膜组包括一级过滤膜、二级过滤膜、三级过滤膜和四级过滤膜；所述一级过滤膜、二级过滤膜、三级过滤膜和四级过滤膜沿过滤器进气口至出气口方向依次固定安装于滤器外壳内；所述一级过滤膜由两个等长过滤膜对接而成，两个等长过滤膜之间的夹角为45°—— 50°，并且两个等长过滤膜对接点靠近进气口方向，过滤膜与过滤器外壳内壁连接位置靠近出气口方向；所述二级过滤膜由两个等长过滤膜对接而成，两个等长过滤膜之间的夹角为60°——65°，并且两个等长过滤膜对接点靠近出气口方向，过滤膜与过滤器外壳内壁连接位置靠近进气口方向；所述三级过滤膜采用倾斜方式固定在过滤器外壳内部，所述三级过滤膜与过滤器外壳内壁夹角为40°——45°；所述四级过滤膜采用倾斜方式固定在过滤器外壳内部，所述四级过滤膜与过滤器外壳内壁夹角为30°——40°，并且，所述三级过滤膜和四级过滤膜的倾斜方向相反。
本实施例的技术原理为：气体样本进入到自洁式过滤器后，经过一级过滤膜，由于一级过滤膜的结构，使进入的气体直接喷射到一级过滤膜的两个等长过滤膜对接处，即尖锐处，此时进入到过滤器的气流由于一级过滤膜尖锐以及尖锐处的角度40°——45°的设置产生开速分流，使气体快速散开，提高了气体的扩散速度；同时，二级过滤膜、三级过滤膜和四级过滤膜的结构和角度设计能够增大气体与过滤膜的接触面积，提高过滤效率；另一方面，一级过滤膜、二级过滤膜、三级过滤膜和四级过滤膜均采用通孔膜，一级过滤膜、二级过滤膜、三级过滤膜和四级过滤膜的形状结构和角度设计在提高气体与膜体接触面积的同时，逐级的增大使气体中的饱和水汽与膜体接触的角度，由于角度的存在使饱和水汽中体积颗粒过小的水珠无法直接通过膜体上的通孔而附着在膜体表面使小分子水汽滤除。提高了气体中饱和水汽的滤除率，并且上述膜体结构和角度值的设置能够使饱和水汽的滤除达到最大程度。
本实施例的技术效果为：通过一级过滤膜、二级过滤膜、三级过滤膜和四级过滤膜的形状结构和角度设计提高气体样本在自洁式过滤器中的流通速度和气体与膜体的接触面积，进而提高气体过滤效率；同时，利用一级过滤膜、二级过滤膜、三级过滤膜和四级过滤膜的形状结构和角度设计，对饱和水汽中体积极小的水珠进行有效过滤，提高饱和水汽过来的精度和滤除度，饱和水汽滤除度可达到99.7％。
本发明的一个实施例，所述氧气分析仪包括氧气探头，氧气测试单元、控制器单元和控制箱；
所述氧气探头，用于采集氧气浓度；
所述氧气测试单元与氧气探头电气连接，用于检测氧气浓度值；
所述控制器单元与所述氧气测试单元进行电气连接，用于采集氧气测试单元的浓度值并显示；其中，所述控制器单元具备一组4～20mA输出、两组485输出并具有可再扩展一路485 或232输出，并且，所述两组485的其中一组485或4～20mA可连接DCS；另一组485可作为4G数据通道；
所述控制箱设置于氧气探头一侧并与氧气探头进行信号数据连接；所述氧气探头接收到的信号传输至控制箱，并由控制箱传输至DCS平台和云端进行显示。
上述技术方案的工作原理：氧气含量分析仪内部包含氧气测试单元和控制器单元各一个，其中，控制器单元用于采集氧气测试单元的浓度值并显示，并且其具备一组4～20mA输出、两组485输出、可再扩展一路1路485或232输出，其中一组485或4～20mA可连接DCS；另一组485可作为4G数据通信；另外检测到氧气的探头旁边有控制箱，探头接收到的信号传输到控制箱，控制箱内元件将信号传输到DCS和云端，DCS报警，云端信息值班人员能看到。
上述技术方案的技术效果为：提高氧气浓度监测精度以及氧气浓度监测信息的通信速度和通信稳定性，实时在氧气含量分析仪上以及远端DCS和云端上显示氧气浓度值，方便值班人员实时监测氧气浓度显示，保障监测安全性。
本发明的一个实施例，所述离心机氧浓度智能在线分析系统根据公式(1)计算氧气检测仪的气体样本采集量：
Figure BDA0002404411120000111
a＝S/Se
b＝tj/t
其中，H表示氧气检测仪的气体样本采集量；S表示所述自洁式过滤器的出气口与所述气动隔膜泵的进气口相连的管路上设置的可调流量计在气体泄露检测时检测到的管路内气体流量；Se表示所述可调流量计流量刻度的单位流量；tj表示所述可调流量计测量一个单位流量所用时间；t表示气动隔膜泵抽取气体样本的采样时间；Aij表示氧气检测仪在当前气动隔膜泵抽取气体样本时的氧气浓度检测值；i＝1、2、3……S/Se；j＝1、2、3……tj/t。
本实施例的工作原理和技术效果为：通过公式(1)计算氧气检测仪的气体样本采集量，实时对氧气检测仪的每个气体采样阶段的采样气体体积进行检测，如果氧气检测仪采集的气体量出现骤降，则说明在线检测体统的管路上出现气体泄漏，导致气体样本供应不足，则立即停止在线分析系统运行，并进行维修。通过氧气检测仪的气体样本采集量的坚持能够有效监控在线分析系统的管路气密情况，提高了在先检测系统运行的安全性和稳定性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种离心机氧浓度智能在线分析系统，其特征在于，所述系统包括取样探头、自动水洗单元、接触式气液分离器、恒温型涡旋制冷除湿器、精细过滤器、吸附式过滤器、自洁式过滤器、气动隔膜泵、氧气检测仪和分析柜；其中，所述自动水洗单元、接触式气液分离器、恒温型涡旋制冷除湿器、精细过滤器、吸附式过滤器、自洁式过滤器和气动隔膜泵均设置于分析柜内部；
所述取样探头设置在离心机内部，用于采集离心机内的气体样本；
所述自动水洗单元的进气口通过管路与取样探头相连；所述进气口与取样探头相连的管路上设有三通切换阀；所述自动水洗单元用于对气体样本进行碱洗、水洗和吹扫处理；
所述接触式气液分离器的进气口通过管路与自动水洗单元的出气口相连；所述接触式气液分离器用于将自动水洗单元处理后的气体样本进行水气分离；
所述恒温型涡旋制冷除湿器的压缩气体输入口通过管路与分析柜侧壁上的压缩空气入口相连，所述恒温型涡旋制冷除湿器的气样输入口通过管道与接触式气液分离器的出气口相连；所述恒温型涡旋制冷除湿器用于对接触式气液分离器处理后的气体样本进行制冷，并去除气体样本中的水汽；
所述精细过滤器通过管路分别与恒温型涡旋制冷除湿器的出气口和分析柜侧壁上的气样排放口相连；所述精细过滤器用于清除气体样本中的残余杂质和液滴；
所述吸附式过滤器的进气口通过管路与所述精细过滤器相连；所述吸附式过滤器用于对精细过滤器处理后的气体样本中所含有的有机溶剂气体进行过滤消除；
所述自洁式过滤器的进气口通过管路与吸附式过滤器的出气口相连；所述自洁式过滤器用于对的饱和水汽进行脱除；
所述气动隔膜泵的进气口通过管路与所述自洁式过滤器的出气口相连；所述气动隔膜泵的出气口通过管路与分析柜侧壁上的气样排放口相连；所述气动隔膜泵用于抽取气体样本使其进入氧气检测仪中；
所述氧气检测仪设置于分析柜外部，所述氧气检测仪的进气口通过管路和分析柜侧壁上的气样排放口与所述气动隔膜泵的出气口相连；所述氧气检测仪用于对动隔膜泵抽取的气体样本进行氧含量分析；
其中，所述自洁式过滤器的出气口与所述气动隔膜泵的进气口相连的管路上设有可调流量计；所述自洁式过滤器包括过滤器外壳和过滤膜组，所述过滤膜组包括一级过滤膜；所述一级过滤膜由两个等长过滤膜对接而成，两个等长过滤膜之间的夹角为45°——50°，并且两个等长过滤膜对接点靠近进气口方向，过滤膜与过滤器外壳内壁连接位置靠近出气口方向；
所述离心机氧浓度智能在线分析系统根据公式(1)计算氧气检测仪的气体样本采集量：
Figure FDA0002771123330000021
a＝S/Se
b＝tj/t
其中，H表示氧气检测仪的气体样本采集量；S表示所述自洁式过滤器的出气口与所述气动隔膜泵的进气口相连的管路上设置的可调流量计在气体泄露检测时检测到的管路内气体流量；Se表示所述可调流量计流量刻度的单位流量；tj表示所述可调流量计测量一个单位流量所用时间；t表示气动隔膜泵抽取气体样本的采样时间；Aij表示氧气检测仪在当前气动隔膜泵抽取气体样本时的氧气浓度检测值；i＝1、2、3……S/Se；j＝1、2、3……tj/t。
2.根据权利要求1所述离心机氧浓度智能在线分析系统，其特征在于，所述取样探头内部设置有钛材滤芯；所述取样探头的前端设置有根部法兰球阀，所述根部法兰球阀与离心机内部的气体采样点对应的机内位置进行法兰对接，并且所述取样探头通过分析柜侧壁上的样气入口与自动水洗单元以管路连接方式相连。
3.根据权利要求1所述离心机氧浓度智能在线分析系统，其特征在于，所述自动水洗单元包括储碱罐、储水罐、碱洗罐、水洗罐和残液收集桶；
所述储碱罐的残液排出口通过管路与残液收集桶相连，并且在储碱罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有呼吸阀；所述储碱罐通过管路与碱洗罐相连，并且在储碱罐与碱洗罐相连的管路上设有止回阀；
所述储水罐的残液排出口通过管路与残液收集桶相连，并且在储水罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有呼吸阀；所述储水罐通过管路与水洗罐相连，并且在储水罐与水洗罐相连的管路上设有止回阀；
所述碱洗罐的进气口通过管路分别与取样探头和分析柜侧壁上的空气校验口和相连，并且在碱洗罐的进气口分别与取样探头和所述空气校验口相连的三岔管路上设有三通切换阀；所述碱洗罐的残液排出口与残液收集桶相连，并且在碱洗罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有止回阀；
所述水洗罐的进气口通过管路与所述碱洗罐的出气口相连；所述水洗罐的出气口通过管路与接触式气液分离器的进气口相连，所述水洗罐的出气口即为自动水洗单元的出气口；所述水洗罐的残液排出口与残液收集桶相连，并且在水洗罐的残液排出口与残液收集桶相连的管路上设有止回阀；
所述残液收集桶的底部设有残液排出口，所述残液排出口通过管道和分析柜底部的排液口一相连，并且在所述残液排出口与所述排液口一相连的管道上设有呼吸阀；所述残液收集桶顶部设有溢流口，所述溢流口通过管道与分析柜底部的排液口二相连。
4.根据权利要求3所述离心机氧浓度智能在线分析系统，其特征在于，所述分析柜上还设有吹扫口，所述吹扫口通过管路分别与样气入口和碱洗罐的进气口相连；并且，在吹扫口分别与样气入口和碱洗罐的进气口相连的三岔管路上设有三通切换阀。
5.根据权利要求1所述离心机氧浓度智能在线分析系统，其特征在于，所述接触式气液分离器包括不锈钢壳体、玻璃珠滤液芯和集液罐；所述玻璃珠滤液芯设置于不锈钢壳体内，并所述玻璃珠滤液芯的液体排除口通过管道与集液罐相连；所述玻璃珠滤液芯的进气口即为接触式气液分离器的进气口；所述玻璃珠滤液芯的出气口即为接触式气液分离器的出气口；所述集液罐底部设有液体排出口，所述液体排出口通过管道与分析柜底部的排液口三相连；并且在所述液体排出口与所述排液口三相连的管道上设有呼吸阀。
6.根据权利要求1所述离心机氧浓度智能在线分析系统，其特征在于，所述恒温型涡旋制冷除湿器包括尾嘴调节阀、第一玻璃冷腔双腔热交换器、第二玻璃冷腔双腔热交换器和热膨胀恒温阀；所述第一玻璃冷腔双腔热交换器的进气口即为所述恒温型涡旋制冷除湿器的压缩气体输入口；所述第二玻璃冷腔双腔热交换器的出气口即为所述恒温型涡旋制冷除湿器的出气口；并且，在进气口与分析柜侧壁上的压缩空气入口相连的管路上设有过滤减压阀；
所述第一玻璃冷腔双腔热交换器的出气口与第二玻璃冷腔双腔热交换器的进气口通过管路相连；所述第一玻璃冷腔双腔热交换器的出气口与第二玻璃冷腔双腔热交换器的进气口上设有热膨胀恒温阀，用于通过调节第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器的进气量实现温度来实现第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器的恒温；
所述第一玻璃冷腔双腔热交换器和第二玻璃冷腔双腔热交换器的底部均设有一个自动排液器；所述第一玻璃冷腔双腔热交换器对应的自动排液器的液体排出口通过管路与分析柜底部的排液口四相连；所述第二玻璃冷腔双腔热交换器对应的自动排液器的液体排出口通过管路与分析柜底部的排液口五相连。
7.根据权利要求1所述离心机氧浓度智能在线分析系统，其特征在于，所述精细过滤器包括过滤器外壳、滤芯固定件和滤芯；所述滤芯通过滤芯固定件固定安装在过滤器外壳内，所述滤芯采用防腐的硼硅盐酸玻璃纤维制成；在所述精细过滤器与分析柜侧壁上的气样排放口相连的管路上设有可调流量计。
8.根据权利要求1所述离心机氧浓度智能在线分析系统，其特征在于，所述过滤膜组还包括二级过滤膜、三级过滤膜和四级过滤膜；所述一级过滤膜、二级过滤膜、三级过滤膜和四级过滤膜沿过滤器进气口至出气口方向依次固定安装于滤器外壳内；所述二级过滤膜由两个等长过滤膜对接而成，两个等长过滤膜之间的夹角为60°——65°，并且两个等长过滤膜对接点靠近出气口方向，过滤膜与过滤器外壳内壁连接位置靠近进气口方向；所述三级过滤膜采用倾斜方式固定在过滤器外壳内部，所述三级过滤膜与过滤器外壳内壁夹角为40°——45°；所述四级过滤膜采用倾斜方式固定在过滤器外壳内部，所述四级过滤膜与过滤器外壳内壁夹角为30°——40°，并且，所述三级过滤膜和四级过滤膜的倾斜方向相反。
9.根据权利要求1所述离心机氧浓度智能在线分析系统，其特征在于，所述氧气分析仪包括氧气探头，氧气测试单元、控制器单元和控制箱；
所述氧气探头，用于采集氧气浓度；
所述氧气测试单元与氧气探头电气连接，用于检测氧气浓度值；
所述控制器单元与所述氧气测试单元进行电气连接，用于采集氧气测试单元的浓度值并显示；其中，所述控制器单元具备一组4～20mA输出、两组485输出并具有可再扩展一路485或232输出，并且，所述两组485的其中一组485或4～20mA可连接DCS；另一组485可作为4G数据通道；
所述控制箱设置于氧气探头一侧并与氧气探头进行信号数据连接；所述氧气探头接收到的信号传输至控制箱，并由控制箱传输至DCS平台和云端进行显示。
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