CN113063919A - 一种气体分析仪及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种气体分析仪及其使用方法。气体分析仪包括液位指示模块和升降模块，液位指示模块的指示部件可以在竖直方向滑动和水平方向上旋转，升降模块包括承载平台、滑轮、平衡绳和平衡砝码。通过液位指示模块可以提高封气水准瓶与分析仪量气管内液面高度一致的吻合性，提高试验的精度，减少视觉偏差；通过升降模块可以减轻操作封气水准瓶在作业时上下运行需要的支撑力，降低作业强度。
Description
技术领域
本申请涉及气体分析技术领域，具体而言，涉及一种气体分析仪。
背景技术
奥氏气体分析仪是一种常用的煤气分析设备，该设备的原理是利用不同种类的气体吸收液分别吸收特定的气体，从而计算出混合气体中各气体的体积含量。该设备尤其适用于煤气成分检测。
该设备在检测时，检测员一只手握住封气水准瓶，作上下运行，利用瓶内的液体形成气体压力差，使煤气在分析仪中运行，然后，移动封气水准瓶的高低位置，使封气水准瓶的液面与吸收管内液面处于同一高度，此时读取数据即为相应气体的体积数。
该方法是煤气的经典分析方法，直观，方便实用。同时，由于是人工控制封气水准瓶的上下运行，煤气成分复杂，需要多次上下移动封气水准瓶，存在人员作业强度较大的问题，且各人手法的差异性，或个人习惯性的运动差异，检测数据可能产生偏差。特别是当需要使吸收管与封气水准瓶内液面高度同一致时，由于这两个瓶相距一定距离，用眼睛判断这个同一高度的一致性，存在偶然偏差。
发明内容
本申请的目的在于提供一种低成本、操作方便且能够精准测量的气体分析仪及其使用方法。
第一方面，本申请提供一种气体分析仪，包括箱体，设置在所述箱体内部的梳形管，与所述梳形管支管连接的至少一个吸收管和一个量气管，所述梳形管的进口端连接有进气管，与所述量气管底部连通的封气水准瓶，其特征在于，所述气体分析仪还包括设置在封气水准瓶外的用于指示液位高度的液位指示模块，所述液位指示模块为可以沿着竖直方向滑动并在水平方向上旋转的液位指示部件，所述液位指示部件的指示方向始终保持在水平位置。
进一步地，所述液位指示部件包括指针或激光仪。
进一步地，所述气体分析仪还设置有用于使所述封气水准瓶上下移动的升降模块。
进一步地，所述升降模块包括用于容纳封气水准瓶的承载平台，用于拉动承载平台上下滑动的滑动部件和与所述滑动部件连接的平衡砝码，所述滑动部件包括底座、固定在所述底座上的支柱以及设置在所述支柱顶端的定滑轮，所述承载平台通过一绕过所述定滑轮的平衡绳与所述平衡砝码连接。
进一步地，所述滑动部件上还设置有调整平衡绳松紧度的紧固装置；
优选地，所述紧固装置为锁紧螺母。
进一步地，所述承载平台可以显示重量。
进一步地，所述承载平台为顶部开口的圆柱形框，圆柱形框含有若干个立柱，立柱之间无遮挡物。
进一步地，所述指示部件设置在所述承载平台的圆柱形框的立柱上，并可沿着立柱在竖直方向上滑动；
优选地，所述竖直方向的滑动通过在所述立柱上设置滑轨实现。
第二方面，本申请提供一种气体分析仪的使用方法，其特征在于，所述方法包括：
S1分析仪器准备：
S2通入待分析气体；
S3进行目标气体吸收；
S4调整封气水准瓶的上下位置，至所述封气水准瓶中的液面与所述量气管中的液面齐平，拨动封气水准瓶外的液位指示部件，读取量器管的数据；
S5重复步骤S4，直至前后两次读取的数据在误差范围内，得到待分析气体的体积数。
优选地，前后两次读取的数据误差小于0.1ml。
进一步地，所述封气水准瓶上下位置的调整通过升降模块实现，所述升降模块包括用于容纳封气水准瓶的承载平台，用于拉动承载平台上下滑动的滑动部件和与所述滑动部件连接的平衡砝码，所述滑动部件包括底座、固定在所述底座上的支柱以及设置在所述支柱顶端的定滑轮，所述承载平台通过一绕过所述定滑轮的平衡绳与所述平衡砝码连接；升降模块工作时，将所述封气水准瓶放置于承载平台上，调整平衡砝码重量，在平衡砝码施加作用力，使其上下运动，封气水准瓶随之上下运动。
本申请具有以下有益效果：
其一，通过封气水准瓶附着的水平指示部件，可以提高封气水准瓶与分析仪吸收管内液面高度一致的吻合性，提高试验的精度。减少视觉偏差；
其二，通过底座与承重支柱，封气水准瓶的重量得以转移到承重支柱上，减轻封气水准瓶在作业时上下运行需要的支撑力，降低操作强度；
其三，通过平衡绳，平衡砝码的重力平衡，轻松实现作业时的封气水准瓶的上下运动；
其四，通过锁紧螺母的调节，可以实现封气水准瓶的上下顺畅运行，并可以在任意位置停留，稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的气体分析仪中指示部件和升降模块的正视图。
图2为本申请实施例提供的气体分析仪中指示部件和升降模块的左视图。
图3为本申请实施例提供的气体分析仪中滑动部件和紧固装置的示意图。
图标：1、底座；2、销轴；3、螺母；4、垫片；5、隔环；6、滑轮；7、锁紧螺母；8、隔环；9、轴承；10、方管；11、支柱；12、平衡绳；13、平衡砝码；14、承载平台；15、指示部件；16、封气水准瓶；17、量气管。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
实施例
本申请实施例提供一种气体分析仪及其使用方法，用于解决现有技术中自动控制装置占用空间大，设备成本高的问题。
本申请实施例通过设置指示部件、升降模块以及紧固装置的方式，使得气体分析仪的操作变的更加简单、精确。
如图1、图2所示，一种气体分析仪，其包含底座1、支柱11、平衡绳12、平衡砝码13、承载平台14、指示部件15、封气水准瓶16、量气管17；此外，气体分析仪还包含箱体、梳形管、吸收管等常规部件(图中未示出)。
承载平台14用于放置封气水准瓶16，平衡绳12一端与承载平台14连接，另一端与平衡砝码13连接，平衡绳12绕过滑动部件，形成简单的升降装置，从而便于人工操作封气水准瓶16的升降。
需要说明的是，本实施例和现有技术的显著区别之一在于，本实施例的气体分析仪设置有指示部件15，指示部件15设置于封气水准瓶16或承载平台14上，优选地，设置在承载平台14上，尤其优选地，设置在承载平台14的侧边立柱上。
指示部件15可以沿着侧边立柱在竖直方向滑动，且可以进行水平方向的旋转，所述滑动功能可以采用滑轨等已知方式实现，所述水平方向的旋转功能可以采用如铰接等已知方式实现。
需要注意的是，与常规的液位指示部件不同，本申请中的液位指示部件15必须同时具备竖直方向上的滑动和水平方向上的旋转才能实现本申请中的功能。竖直方向上的滑动是为了解决液位本身不确定的问题，在使用气体分析仪的过程中，封气水准瓶16的液位处于变化状态，因此设置竖直方向上的滑动功能，使液位指示部件15能够调整其竖直方向的高度，设置水平方向的转动功能是为了便于液位指示部件15更好的对准或者贴近量气管的刻度，从而方便读取数据。
指示部件15优选为水平指针，其材料可以选择不易变形的材料，如硅胶材料，且能够想到的是，其长度必然需要大于封气水准瓶16在上下运行过程中与量气管之间的间隙，从而便于直观读取量气管中的体积刻度。
可选的，指示部件15也可以采用任意具有水平指示功能的部件，如激光仪。
需要注意的是，上述指示部件15的厚度或者投射光斑应当尽可能控制在较小的尺寸，从而控制刻度读取的精确性。上述指示部件15的指示方向优选为始终保持在水平位置，该水平位置可以在气体分析试验前进行校准。
上述气体分析仪的底座1为常规的底座，其材料优选为钢板，其形状可以为方形、圆形或多边形等任一形状，其尺寸和厚度根据实际需要进行设置，其目的是使整个装置保持稳定，在人工进行升降操作时不会发生失稳现象。示例性的，当底座为方形时，其长宽各为400毫米，厚度5毫米。优选地，底座可以采用固定或可拆卸的方式和气体分析仪的基底连接。
上述气体分析仪的支柱11，其长度设置为能够满足气体分析的需要，即该长度允许封气水准瓶16上下滑动时，可以完全覆盖量气管17的所有刻度。优选地，支柱11长800毫米，直径8毫米；优选地，支柱11的材料为不锈钢。
为了便于封气水准瓶16放置到承载平台14上，承载平台14优选设置为顶部开口结构，进一步承载平台14的形状设置为便于封气水准瓶16放置的形状，如圆柱体框。所述圆柱体框使用立柱提供刚性，立柱之间无覆盖物，便于液位对准操作时判断封气水准瓶16中液位高度。
优选地，圆柱体框上部设置一连接部件，如一弧形连接部件，从而便于与平衡绳连接。更优选地，上述弧形连接部件可以相对于承载平台14自由旋转，如弧形连接部件两端与承载平台14通过滑轨连接，通过这种方式可以便于承载平台14在升降过程中的自动调整。
进一步地，本实施例中的承载平台14优选具有实时显示重量的功能，如采用在承载平台14侧面立柱上设置一电子显示屏，该显示屏可以实时显示封气水准瓶16的重量，从而便于快速如何增减平衡砝码13重量，使其与封气水准瓶16重量大致相同，这对于操作人员而言可以节省体力消耗。
如上所述，本实施例中，平衡绳12绕过滑动部件，分别连接承载平台14和平衡砝码13，滑动部件设置在支柱11的上端。可以理解的是，当平衡砝码13的重量与承载平台14中的封气水准瓶16的重量接近时，其在节省操作动力的同时，也将变得不易控制。
基于上述原因，本实施例中进一步设置了紧固装置。附图3为本申请实施例提供的气体分析仪中滑动部件和紧固装置的示意图。该部分包含由销轴2、螺母3、垫片4、隔环5、滑轮6、锁紧螺母7、轴承9以及方管10，方管10构成该部分的支撑框架，该方管和支架连接在一起，方管侧边的中心设置有容纳销轴2穿过的孔，轴承9设置在销轴2中，滑轮6依托轴承9旋转，在方管的上方设置有锁紧螺母7，当平衡绳12绕过滑轮6时，平衡绳12处于锁紧螺母7的下方，通过旋转调整锁紧螺母7的松紧程度可以进一步调整平衡绳12的松紧程度。通过这种简易的装置可以实现平衡绳的有效控制。
需要注意的是，松紧度的调节程度应当以不会显著增加升降时的拉动力为准，尤其不应当锁死平衡绳从而无法实现升降功能。
另外需要注意的是，该紧固装置并非必须的组成部分，当平衡绳12和滑轮6之间的摩擦力足够时，可以不采用紧固装置。
应用例
采用本申请实施例提供的设备，应用在使用气体分析仪分析煤气组成气体的过程中。煤气是一种混合气，包括焦炉煤气，高炉煤气，转炉煤气。通常含有不饱和烃、氧(O2)和一氧化碳(CO)、氢(H2)、惰性气体(N2)、二氧化碳(CO2)、根据GB/T12208-2008用直接吸收法测定二氧化碳(CO2)、不饱和烃、氧(O2)和一氧化碳(CO)含量；剩余的可燃气体加氧进行爆炸，根据反应结果，计算甲烷(CH4)及氢(H2)含量；惰性气体(N2)含量采用减差法。
首先进行设备的安装。可以将液位指示模块和升降模块的等各种组件装置放置在量气管附近即可，这种简单的布置方式几乎不用对原有的气体分析仪做任何的改动。
接下来，选择承载平台为上部开口的圆柱形框体，将试验用的封气水准瓶放置于圆柱形框体的承载平台上，圆柱体框上部设置一弧形连接部件，弧形连接部件和平衡绳连接，平衡绳绕过滑动部件后连接平衡砝码，从而形成简易的升降装置。
然后，通过增加砝码的方式使得封气水准瓶和平衡砝码的重量尽量保持一致。
特别的，如果承载平台设置为可以显示重量，则放置平衡砝码的步骤可以更加简化，直接通过读取的重量数值确定平衡砝码的增加数量。
接下来，可选的，如果设置有紧固装置，将紧固装置中锁紧螺母适当紧固，使平衡绳产生部分摩擦力，从而避免整个升降装置阻力过小使得整个装置不易控制。
在上述工作完成的基础上，接下来可以进行煤气中各气体体积测量，通过施加动力调整平衡砝码的高度，使封气水准瓶做上下运动。
当需要读取气体分析仪内量气管内气体的体积数时，只需将封气水准瓶保持与分析仪量气管内液面高度一致，注意，此时的一致性仅仅是肉眼辨别的一致性，其可能会存在误差。
这时，使封气水准瓶上的液位指示部件上下移动，使液位指示部件先与封气水准瓶内液面高度一致。然后再使液位指示部件水平转动，使其指向量气管。
此时，如果指示部件指向量气管内的位置正好是量气管内的液位高度，则说明封气水准瓶保持与分析仪量气管内液面高度一致，则可以直接读取量气管内的刻度，该刻度即为相应气体的体积。
如果指示部件指向量气管内的位置不是量气管内的液位高度，则说明封气水准瓶保持与分析仪量气管内液面高度不一致，下一步可以根据指示部件指示的刻度指导调整方向，当指示部件指示的位置高于量气管内液面高度时，则需要让封气水准瓶下降，反之则让封气水准瓶上升，通过这种方式逐步让封气水准瓶保持与分析仪量气管内液面高度一致。
通过这种设置液位指示部件的方式，可以解决封气水准瓶和量气管之间存在一定距离从而导致液位高度一致性判断时存在的误差问题，并且可以通过液位指示部件指导调整方向。应当注意，液位指示部件可以进行竖直方向和水平方向的调整是本方案能够实现的关键，竖直方向的滑动可以便于和液位高度进行对准，水平方向的旋转便于更好的指示到量气管的刻度上。在实际使用的比对中，使用该方案前，读数误差在0.05mL，读数时间需要5秒，使用该方案后，读数误差减少到0.01mL，读数时间只需要2秒，有效提高了读数精度并缩短了读数时间。
本申请的另一个优点在于，通过底座与承重支柱，封气水准瓶的重量得以转移到承重支柱上，减轻封气水准瓶在作业时上下运行需要的支撑力，显著降低操作强度。如果从单次操作封气水准瓶来看，是否采用本申请的方案对于降低作业强度并无多大影响，但是考虑到奥氏分析仪的分析对象多为混合气体，每种气体在读取其体积时需要进行多次上下移动封气水准瓶，以应用例的煤气为例，平均每次分析需要上下移动封气水准平6-8次，但是，通过本申请的装置则可以大大降低作业强度。
本申请又一个优点在于，可以通过可选的锁紧螺母的调节，实现封气水准瓶的上下顺畅运行，并可以在任意位置停留，更加稳定和便于操控。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气体分析仪，包括箱体，设置在所述箱体内部的梳形管，与所述梳形管支管连接的至少一个吸收管和一个量气管，所述梳形管的进口端连接有进气管，与所述量气管底部连通的封气水准瓶，其特征在于，所述气体分析仪还包括设置在封气水准瓶外的用于指示液位高度的液位指示模块，所述液位指示模块为可以沿着竖直方向滑动并在水平方向上旋转的液位指示部件，所述液位指示部件的指示方向始终保持在水平位置。
2.根据权利要求1所述的气体分析仪，其特征在于，所述液位指示部件包括指针或激光仪。
3.根据权利要求1所述的气体分析仪，其特征在于，所述气体分析仪还设置有用于使所述封气水准瓶上下移动的升降模块。
4.根据权利要求3所述的气体分析仪，其特征在于，所述升降模块包括用于容纳封气水准瓶的承载平台，用于拉动承载平台上下滑动的滑动部件和与所述滑动部件连接的平衡砝码，所述滑动部件包括底座、固定在所述底座上的支柱以及设置在所述支柱顶端的定滑轮，所述承载平台通过一绕过所述定滑轮的平衡绳与所述平衡砝码连接。
5.根据权利要求4所述的气体分析仪，其特征在于，所述滑动部件上还设置有调整平衡绳松紧度的紧固装置；
优选地，所述紧固装置为锁紧螺母。
6.根据权利要求4所述的气体分析仪，其特征在于，所述承载平台可以显示重量。
7.根据权利要求4所述的气体分析仪，其特征在于，所述承载平台为顶部开口的圆柱形框，圆柱形框含有若干个立柱，立柱之间无遮挡物。
8.根据权利要求7所述的气体分析仪，其特征在于，所述指示部件设置在所述承载平台的圆柱形框的立柱上，并可沿着立柱在竖直方向上滑动；
优选地，所述竖直方向的滑动通过在所述立柱上设置滑轨实现。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述气体分析仪的使用方法，其特征在于，所述方法包括：
S1分析仪器准备：
S2通入待分析气体；
S3进行目标气体吸收；
S4调整封气水准瓶的上下位置，至所述封气水准瓶中的液面与所述量气管中的液面齐平，拨动封气水准瓶外的液位指示部件，读取量器管的数据；
S5重复步骤S4，直至前后两次读取的数据在误差范围内，得到待分析气体的体积数。
10.根据权利要求9所述的一种气体分析仪的使用方法，其特征在于，所述封气水准瓶上下位置的调整通过升降模块实现，所述升降模块包括用于容纳封气水准瓶的承载平台，用于拉动承载平台上下滑动的滑动部件和与所述滑动部件连接的平衡砝码，所述滑动部件包括底座、固定在所述底座上的支柱以及设置在所述支柱顶端的定滑轮，所述承载平台通过一绕过所述定滑轮的平衡绳与所述平衡砝码连接；升降模块工作时，将所述封气水准瓶放置于承载平台上，调整平衡砝码重量，在平衡砝码施加作用力，使其上下运动，封气水准瓶随之上下运动。
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