CN113607773A - 一种用于燃烧法燃气热值测量装置的自动弹出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高准确度燃烧法燃气热值测量技术领域，涉及一种用于燃烧法燃气热值测量装置的自动弹出装置；本发明可实现配气系统自动化，减少手动插拔储气小球以及人员进入恒温室的次数，提高燃气热值测量的不确定度，减小误差；本弹出装置由单片机控制可以控制推杆推出的力度选择合适的力度避免不合的力度导致器材变形从而影响精度，此外推杆推出的数量也可以根据不同的受力点选择合适的伸出数量，也可以根据对象调整推杆推出的长度。
Description
技术领域
本发明涉及高准确度燃烧法燃气热值测量技术领域，涉及一种用于燃烧法燃气热值测量装置的自动弹出装置。
背景技术
非连续工作式的定压燃烧热值测量技术通过燃气消耗量和吸热介质温升测量来获得燃气热值，由于质量和温度测量都可以达到很高的精度，采用这种方法进行燃气热值测量可获得很高的准确度，这种方法一般用于国家燃气热值计量标准装置和实验室精确测量燃气热值的场合。这种测量燃气热值的方法最早是由Rossini提出。Rossini型燃气热值测量系统包括燃气热值测量主体容器及温控系统，燃气质量测量和配气系统，烟气成分检测系统和控制系统。
燃气热值测量原理：一定质量的燃气送入燃烧室中进行缓慢定压燃烧，释放的热量全部由容器内的纯水吸收，通过测量吸热介质的温升，可得到总发热量，燃气热值由下式计算得到：
式中，Ceq——容器内吸热介质与燃烧室，搅拌器等的当量比热容；
ΔT——吸热介质的温升；
Mgas——燃气质量；
K——考虑系统散热等引起的热量修正。
关于燃气质量称重，由于实验测量所需的燃气质量比较小(大约为1g)，且储存该燃气所用的小球重为80g,外径80mm,厚度0.3mm.承压大于15bar。该实验所需测量的燃气质量较小且精度要求高，直接称量会产生较大误差，因此需要通过比较法称重。参考球与质量天平，燃烧测量过程开始前用质量天平分别测量所述储气小球和参考球质量，燃烧过程结束时再次用质量天平分别测量所述储气小球和参考球的质量，以保证测量结果准确性。但储气小球在配气管道上直接手动插拔，因为该装置在恒温恒湿环境中进行，反复进入实验环境会对实验带来较大误差，用手插拔再进行质量称量也会产生较大的误差。使得最后计算燃气热值会带来较大的误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种燃气热值测量装置中的自动弹出装置，该装置可以在燃气热值测量装置工作完成后将储气容器从充气管道上自动弹出。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种在燃气热值测量装置工作完成后将储气容器从充气管道上自动弹出的装置，包括弹出装置本体，弹出装置本体装在燃气供气管道上，燃气供气管道依次设置直通接头，弹出装置本体，压力传感器，质量流量控制器及截止阀；
弹出装置本体包括电流检测器，推杆控制器及推杆整体框架，燃气供气管道穿过并卡住弹出装置本体，电流检测器通过平垫片固定在推杆控制器一端，推杆控制器另一端给固定在推杆整体框架上；推杆控制器内设置有弹出件；
还包括自控装置，用于接受压力传感器的信号，实现弹出件自动弹出并作用于直通接头，将储气小球从燃气供气管道推出。
优选的，直通接头用于连接储气小球。
优选的，电流检测器，推杆控制器及外壳中心设置有用于燃气供气管道穿过的安装孔。
优选的，弹出件包括推杆，线圈，外壳，弹簧，衔铁及轴承环。
外壳内设置有轴承环；衔铁穿过轴承环，远离直通接头的一端与外壳内壁通过弹簧连接，面向直通接头的一端连接有推杆；外壳设置又便于推杆伸出的通孔；外壳内设置有线圈。
优选的，外壳内还设置有隔磁环。
优选的，外壳远离直通接头的一端设置有信号连接器，用于与推杆控制器连接。
优选的，弹出件沿着外壳周向设置了若干个。
优选的，自控装置包括可编程电流源，单片机及上位机，电流检测器，可编程电流源，单片机，压力传感器电性连接；上位机连接单片机，进行气压数值设定，推杆数值设定，电流输入设定以及气压实时检测仪表。
优选的，压力传感器感知储气小球的气压，当达到设定的压力值时，输出信号给单片机控制可编程电流源，可编程电流源产生电流，经过电流检测器判断出电流大小并输送给推杆控制装置；推杆控制器的信号由信号连接器输入弹出件，使线圈通电后产生磁性吸合衔铁并克服弹簧拉力，使固定在衔铁上的推杆随之运动，产生推力，并作用于直通接头，使储气小球自动与直通接头分开；而当线圈断电后，吸合力消失，由弹簧将推杆收回。
附图说明
图1为燃烧法燃气热值测量装置燃气供气管道；
图2为供气管道上的弹出设置；
图3为弹出件的内部结构图；
图4为发明工作流程图
附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-储气小球，2-直通接头，3-弹出装置本体，4-压力传感器，5-质量流量控制器，6-截止阀；301-电流检测器，302-平垫片，303-推杆控制器，304-推杆整体框架；3011-推杆，3012-隔磁环，3013-线圈，3014-外壳，3015-信号连接器，3016-弹簧，3017-衔铁，3018-轴承环
具体实施方式
下面通过附图和实例，对本发明的技术方案进行详细描述。
参看附图1，弹出装置本体3装在燃气供气管道上，燃气供气管道上一次设置有直通接头2，弹出装置本体3，压力传感器4，质量流量控制器5及截止阀6；
参看附图2，弹出装置本体3包括电流检测器301，推杆控制器303及推杆整体框架304，燃气供气管道穿过并卡住弹出装置本体3；电流检测器301通过平垫片302固定在推杆控制器303一端，推杆控制器303另一端固定在推杆整体框架304上；推杆整体框架304内设置有弹出件；其中，电流检测器301，推杆控制器303及外壳3014中心设有用于燃气供气管道穿过的安装孔，便于实现安装卡接。
参看附图3，弹出件包括推杆3011，线圈3013，外壳3014，弹簧3016，衔铁3017及轴承环3018；外壳3014内固定有轴承环3018；衔铁3017穿过轴承环3018，远离直通接头2的一端与外壳3014内壁通过弹簧3016连接，面向直通接头2的一端连接有推杆3011；外壳3014设有便于推杆3011推出的通孔；外壳3014内装有线圈3013。外壳3014远离直通接头2的一端装有信号连接器3015，用于与推杆控制器303连接。
还包括自控装置，用于压力传感器4的信号，实现弹出件自动弹出并作用与直通接头2，将储气小球1从燃气供气管道上推出。
具体的，自控装置包括可编程电流源，单片机及上位机，弹出件，推杆控制器303，电流检测器301，可编程电流源，单片机，压力传感器4电性连接；其中，上位机连接单片机，进行气压数值设定，推杆3011数值设定，电流输入设定及气压实时监测仪表。
如附图1所示，直通接头2用于连接储气小球1，使用时先将储气小球1与直通接头2连接，从而插入供气管道。通过上位机设定固定压力值，当压力传感器4(可选用KELLER公司PAA-3X压力变送器，测量范围0-10bar)4检测到燃气燃烧完后所达到的设定压力值，传送信号给单片机(可选用stm32)，单片机传送信号给可编程电流源，并向电流检测器301传输电流，该电流传送到推杆控制器303(推杆控制器303作用是接收上位机提前设定的数值，当电流传送到时控制推杆3011推出)输送信号，根据提前设定的数值将储气小球1从供气管道上推出。
本弹出装置设置了多根弹出件(弹出件可沿外壳周向设置)，其中推杆3011利用线圈3013通电产生吸力而伸出，由此可以通过控制电流大小而控制电磁吸力，从而可以控制推杆3011伸出的长度以及伸出力度。而储气小球1弹出之后管道会有一个压力值，感受到该压力值时，线圈3013断电，将推杆3011收回。
具体的，电流经过电流检测器301判断出电流大小输送给推杆控制器303(推杆控制器303由上位机控制，可设置推出几根推杆3011)，而推出推杆的力度由电流大小控制。
参看附图3，为一根弹出件的结构图，推杆控制器303的信号由信号连接器3015输入弹出件，线圈3013通电后产生磁性并吸合衔铁3017，并克服弹簧3016拉力，使固定在衔铁3017的推杆3011随之运动，产生推力，并作用于直通接头2，使储气小球1与直通接头2分开；而当线圈3013断电后，吸合力消失，由弹簧3016将推杆3011收回。
此外，外壳3014内还装有隔磁环3012，隔磁环3012可以有效的抑制线圈3013通电产生的高频噪音。
Claims (9)
1.一种用于燃烧法燃气热值测量装置的储气容器自动弹出装置，包括装置本体(3)，其特征在于，所述弹出装置本体(3)装在燃气供气管道上，所述燃气供气管道依次设置有直通接头(2)，弹出装置本体(3)，压力传感器(4)，质量流量控制器(5)及截止阀(6)；所述弹出装置本体(3)包括电流检测器(301)，推杆控制器(303)及推杆整体框架(304)，燃气供气管道穿过并卡住弹出装置本体(3)；所述电流检测器(301)通过平垫片(302)固定在推杆控制器(303)一端，推杆控制器(303)另一端固定在推杆整体框架(304)上，所述整体框架(304)内设置有弹出件；还包括自控装置，用于接受压力传感器(4)的信号，实现弹出件自动弹出并作用于直通接头(2)，将储气小球(1)从燃气管道上推出。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃烧法燃气热值测量装置的自动弹出装置，其特征在于，所述直通接头(2)用于连接储气小球(1)。
3.根据权利要求1所述的一种用于燃烧法燃气热值测量装置的自动弹出装置，其特征在于，所述电流检测器(301)，推杆控制器(303)及外壳(3014)中心设置有用于燃气供气管道穿过的安装孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于燃烧法燃气热值测量装置的自动弹出装置，其特征在于，所述弹出件(3011)，线圈(3013)，外壳(3014)，弹簧(3016)，衔铁(3017)及轴承环(3018)；所述外壳(3014)内设置有轴承环(3018)；所述衔铁(3017)穿过轴承环(3018)，远离直通接头(2)的一端与外壳(3014)内壁通过弹簧(3016)连接，面向直通接头(2)的一端连接有推杆(3011)；所述外壳(3014)设置有便于推杆(3011)伸出的通孔；所述外壳(3014)内设置有线圈(3013)。
5.根据权利要求4所述的一种用于燃烧法燃气热值测量装置的自动弹出装置，其特征在于，所述外壳(3014)内还设置有隔磁环(3012)。
6.根据权利要求5所述的一种用于燃烧法燃气热值测量装置的自动弹出装置，其特征在于，所述外壳(3014)远离直通接头(2)的一端设置有信号连接器(3015)，用于与推杆控制器(303)连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于燃烧法燃气热值测量装置的自动弹出装置，其特征在于，所述弹出件沿着外壳(3014)周向设置了若干个。
8.根据权利要求4所述的一种用于燃烧法燃气热值测量装置的自动弹出装置，其特征在于，所述自控装置包括可编程电流源，单片机及上位机，弹出件，推杆控制器(303)，电流检测器(301)，可编程电流源，单片机，压力传感器(4)电性连接；所述上位机连接单片机，进行气压数值设定，推杆(3011)数值设定，电流输入设定以及气压实时监测仪表。
9.根据权利要求8所述的一种用于燃烧法燃气热值测量装置的自动弹出装置，其特征在于，所述压力传感器(4)感知储气小球(1)的气压，当达到设定的压力值时，输出信号给单片机可编程电流源，可编程电流源产生电流，经过电流检测器(301)判断出电流大小并输送给推杆控制器装置；推杆控制器(303)的信号由信号连接器(3015)输入弹出件，使线圈(3013)通电后产生磁性吸合衔铁(3017)并克服弹簧(3016)拉力，使固定在衔铁(3017)上的推杆(3011)随之运动，产生推力，并作用于直通街头(2)，使储气小球(1)自动与直通接头(2)分开；而当线圈(3013)断电后，吸合力消失，由弹簧(3016)将推杆(3011)收回。
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