CN114324229B - 一种可测量当量浓度的气体分析仪表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可测量当量浓度的气体分析仪表，属于气体分析仪技术领域。一种可测量当量浓度的气体分析仪表，包括仪器主体，仪器主体内设置有气体分析系统，仪器主体外接有进气管，进气管内转动连接有转动块，转动块内设置有第一滤网板，转动块内开设有活动槽，活动槽内设置有密封垫板，密封垫板与第一滤网板活动相抵，转动块内开设有用于第一滤网板滑移的滑道，进气管上固定设置有密封外壳；本发明具有当量浓度测量功能，可在得到当量和测点流量数据后直接得到气体的当量浓度数据，同时通过滤网板对烟气中的杂质进行过滤，且可自动对进气管内的滤网板进行更换，避免影响气体的收集效果，从而保证气体分析检测的实用性和准确性。

Description

一种可测量当量浓度的气体分析仪表

技术领域

本发明涉及气体分析仪技术领域，尤其涉及一种可测量当量浓度的气体分析仪表。

背景技术

在很多生产过程中，特别是在化学反应的生产过程中，仅仅根据温度、压力、流量等物理参数进行自动控制常常是不够的，由于被分析气体的千差万别和分析原理的多种多样，气体分析仪的种类繁多，常用的有热导式气体分析仪、电化学式气体分析仪和红外线吸收式分析仪等。

目前的气体分析仪对气体成分的检测都是只检测各种组分气体的浓度值。现有的排放废气，通常情况下，我们只对烟气进行点取样，由此点处的浓度值来代表整个界面的浓度数据，但由于现在的烟道面积大小不一，有些面积非常大，烟气的当量值很大，烟气中的气体浓度很难均匀，最终导致数据偏差被进一步放大；同时烟气中的悬浮物吸入分析仪内部，同样会影响仪器的分析结果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种可测量当量浓度的气体分析仪表。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种可测量当量浓度的气体分析仪表，包括仪器主体，所述仪器主体内设置有气体分析系统，所述仪器主体外接有进气管，所述进气管内转动连接有转动块，所述转动块内设置有第一滤网板，所述转动块内开设有活动槽，所述活动槽内设置有密封垫板，所述密封垫板与第一滤网板活动相抵，所述转动块内开设有用于第一滤网板滑移的滑道，所述进气管上固定设置有密封外壳，所述密封外壳内设置有用于更换第一滤网板的滤网板更换机构，所述进气管上通过连接块连接有收集箱，所述收集箱与密封外壳相互连通。

优选的，所述滤网板更换机构包括驱动组件和更换组件，所述驱动组件包括固设在密封外壳内壁的驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有转动轴，所述转动轴外壁连接有第一齿轮，所述第一齿轮外壁两侧均啮合连接有第二齿轮，两个所述第二齿轮上均连接有丝杆，所述丝杆通过轴承转动连接在密封外壳的两侧内壁之间，所述驱动组件还包括固设在丝杆上的第三齿轮，所述第三齿轮外壁啮合连接有第四齿轮，所述第四齿轮通过固定杆与转动块固定相连。

优选的，两个所述第三齿轮均设置为半齿轮，且两个所述第三齿轮与第四齿轮交替啮合。

优选的，所述更换组件包括其中一个所述丝杆螺纹相接的移动板，所述移动板外壁连接有第一弹性元件，所述第一弹性元件远离移动板的一端连接有推板，所述更换组件还包括设置在密封外壳内壁的轨道槽，所述轨道槽内壁滑动连接有若干第二滤网板，若干所述第二滤网板置于转动块和推板之间。

优选的，所述第二滤网板和第一滤网板的结构相同，所述第一滤网板包括滤板主体，所述滤板主体内壁设置有凹槽，所述凹槽内设置有滤网主体，所述滤网主体包括粗过滤网、细过滤网和活性炭吸附层。

优选的，所述转动块内设置有气动机构，所述气动机构包括第一气动组件和第二气动组件，所述第一气动组件包括开设在转动块内的第一气槽，所述第一气槽内壁连接有第二弹性元件，所述第二弹性元件远离第一气槽内壁的一端连接有第一活塞，所述第一活塞外壁连接有受力杆，所述第一气动组件还包括固设在密封外壳内壁的固定块，所述受力杆与固定块活动相抵。

优选的，所述第二气动组件包括开设在转动块内的第二气槽，所述第二气槽与第一气槽之间设置有气流通道，所述第二气槽内壁连接有第三弹性元件，所述第三弹性元件远离第二气槽内壁的一端连接有第二活塞，所述第二活塞上连接有齿条板，所述齿条板外壁啮合连接有动齿轮，所述动齿轮上连接有转动杆，所述转动杆上滑动连接有螺纹管，所述螺纹管与转动块螺纹连接，且所述螺纹管远离转动杆的一端与密封垫板相连。

优选的，所述转动杆外壁设置有导向条，所述螺纹管内壁开设有与导向条相配合的导向槽，所述导向条滑动连接在导向槽内。

优选的，所述气体分析系统包括固设在仪器主体内的主控板，所述主控板电性连接有显示模块、供电模块、数据采集模块和数据处理模块，所述显示模块为设置在仪器主体上的显示屏，所述供电模块为显示模块、数据采集模块和数据处理模块提供电能，所述数据采集模块包括浮子流量计、红外传感器和电化学传感器，所述数据处理模块包括当量浓度计算模块和烟气参数测量模块。

优选的，所述主控板还电性连接有仪表时间校准模块，所述仪表时间校准模块设置有两种校准模式，两种所述校准模式分别为联网校准模式和本地校准模式。

与现有技术相比，本发明提供了一种可测量当量浓度的气体分析仪表，具备以下有益效果：

1、该可测量当量浓度的气体分析仪表，通过气体分析系统，可在得到当量和测点流量数据后直接得到气体的当量浓度数据，具有当量浓度测量功能，同时通过滤网板对烟气中的杂质进行过滤，且通过滤网板更换机构可自动对进气管内的滤网板进行更换，避免影响气体的收集效果，从而保证气体分析检测的实用性和准确性。

2、该可测量当量浓度的气体分析仪表，通过进气管将烟气接入，经过浮子流量计的限流后，将烟气依次接入红外传感器和电化学传感器后再将气体排出，红外传感器可测量SO2、NO等多种气体浓度，电化学传感器可测量SO2、NO、O2 等多种气体浓度，通过两种传感器的组合，可测量的气体种类得到了很大扩展；传感器得到的信号直接接入主控板，同时当量浓度计算模块，烟气参数测量的数据也同时接入主控板，主控板处理信号后，得到各种气体的当量浓度。

3、该可测量当量浓度的气体分析仪表，通过控制电机运行，使电机的输出端通过转动轴带动第一齿轮与两侧的第二齿轮啮合，使两个第二齿轮带动两侧丝杆相对转动，两个丝杆上的第三齿轮分别与转动块上的第四齿轮交替啮合，进而使转动块正反转转动，转动块正向转动且带动第一滤网板旋转九十度后，转动块的滑道与第二滤网板相配合，此时被压缩的第一弹性元件推动第二滤网板向第一滤网板处移动，第二滤网板替代第一滤网板，第一滤网板被挤出进气管且下落至收集箱内，此时原先第二个第二滤网板处于第一个第二滤网板的位置，第一弹性元件没有被压缩，对滤网板更换完毕后，控制电机继续正转，第三齿轮与第四齿轮相配合，使得转动块反向转动进行复位，在此过程中，若干个第二滤网板置于转动块与推板之间，且丝杆随着电机转动，移动板继续向进气管移动，第一弹性元件再次被压缩，便于随后的第一滤网板再次被更换。

4、该可测量当量浓度的气体分析仪表，当第一滤网板处于工作状态时，密封垫板与第一滤网板相抵，避免进气管中的烟气外泄，当第一滤网板处于更换状态时，转动块带动第一滤网板在进气管内转动，使转动后的转动块对进气管进行封堵，避免第二滤网替换第一滤网的过程中，一些烟气穿过转动块并被气体分析系统采集，影响对气体的数据分析结果。

5、该可测量当量浓度的气体分析仪表，通过在更换过程中，转动块转动时使受力杆与固定块相抵，受力杆收缩进入第一气槽内，并将第一气槽内的空气挤压至第二气槽，第二气槽内的第二活塞推动齿条板移动，使齿条板与动齿轮啮合，进而使螺纹管带动密封垫板移动，不再与第一滤网板紧密相抵，避免第二滤网板难以推动第一滤网板进行更换。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的进气管的外部结构示意图一；

图3为本发明的进气管的外部结构示意图二；

图4为本发明的图3中A部分的结构示意图；

图5为本发明的进气管的剖面结构示意图一；

图6为本发明的进气管的外部结构示意图二；

图7为本发明的图6中B部分的结构示意图；

图8为本发明的转动块更换第一滤网板时的结构示意图；

图9为本发明的第一气动组件的结构示意图；

图10为本发明的第二气动组件的结构示意图；

图11为本发明的第一滤网板的横截面结构示意图；

图12为本发明的气体分析系统的原理框图。

图中：1、仪器主体；101、进气管；2、转动块；201、滑道；3、第一滤网板；301、滤板主体；302、滤网主体；3021、粗过滤网；3022、细过滤网；3023、活性炭吸附层；4、密封外壳；401、轨道槽；402、第二滤网板；5、收集箱；6、驱动电机；601、转动轴；602、第一齿轮；603、第二齿轮；7、丝杆；701、第三齿轮；702、第四齿轮；8、移动板；801、第一弹性元件；802、推板；9、活动槽；901、密封垫板；10、气流通道；11、第一气槽；111、第二弹性元件；112、第一活塞；113、受力杆；114、固定块；12、第二气槽；121、第三弹性元件；122、第二活塞；123、齿条板；124、动齿轮；13、转动杆；131、螺纹管；14、导向条；141、导向槽；15、主控板。

具体实施方式

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一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。

实施例1：

参照图1、图2、图3和图12，一种可测量当量浓度的气体分析仪表，包括仪器主体1，仪器主体1内设置有气体分析系统，仪器主体1外接有进气管101，进气管101内转动连接有转动块2，转动块2内设置有第一滤网板3，转动块2内开设有活动槽9，活动槽9内设置有密封垫板901，密封垫板901与第一滤网板3活动相抵，转动块2内开设有用于第一滤网板3滑移的滑道201，进气管101上固定设置有密封外壳4，密封外壳4内设置有用于更换第一滤网板3的滤网板更换机构，进气管101上通过连接块连接有收集箱5，收集箱5与密封外壳4相互连通。

具体的，仪表通过气体分析系统，可在得到当量和测点流量数据后直接得到气体的当量浓度数据，具有当量浓度测量功能，同时通过滤网板对烟气中的杂质进行过滤，且通过滤网板更换机构可自动对进气管101内的滤网板进行更换，避免影响气体的收集效果，从而保证气体分析检测的实用性和准确性。

实施例2：

参照图2、图3、图4、图5、图6和图8，一种可测量当量浓度的气体分析仪表，与实施例1相同，更进一步的是，滤网板更换机构包括驱动组件和更换组件，驱动组件包括固设在密封外壳4内壁的驱动电机6，驱动电机6的输出端连接有转动轴601，转动轴601外壁连接有第一齿轮602，第一齿轮602外壁两侧均啮合连接有第二齿轮603，两个第二齿轮603上均连接有丝杆7，丝杆7通过轴承转动连接在密封外壳4的两侧内壁之间，驱动组件还包括固设在丝杆7上的第三齿轮701，第三齿轮701外壁啮合连接有第四齿轮702，第四齿轮702通过固定杆与转动块2固定相连。

进一步的，两个第三齿轮701均设置为半齿轮，且两个第三齿轮701与第四齿轮702交替啮合。

进一步的，更换组件包括与其中一个丝杆7螺纹相接的移动板8，移动板8外壁连接有第一弹性元件801，第一弹性元件801远离移动板8的一端连接有推板802，更换组件还包括设置在密封外壳4内壁的轨道槽401，轨道槽401内壁滑动连接有若干第二滤网板402，若干第二滤网板402置于转动块2和推板802之间。

具体的，当第一滤网板3处于工作状态时，烟气进入进气管101内，并通过第一滤网板3对烟气进行过滤，当第一滤网板3长期使用后过滤效果变差时，需要对第一滤网板3进行更换，通过控制电机运行，使电机的输出端通过转动轴601带动第一齿轮602与两侧的第二齿轮603啮合，使两个第二齿轮603带动两侧丝杆7相对转动，两个丝杆7上的第三齿轮701分别与转动块2上的第四齿轮702交替啮合，进而使转动块2正反转转动，转动块2正向转动且带动第一滤网板3旋转九十度后，使转动后的转动块2对进气管101进行封堵，避免第二滤网板402替换第一滤网板3的过程中，一些烟气穿过转动块2并被气体分析系统采集，影响对气体的数据分析结果，且转动块2转动后滑道201与第二滤网板402相配合，此时被压缩的第一弹性元件801推动第二滤网板402向第一滤网板3处移动，第二滤网板402替代第一滤网板3，第一滤网板3被挤出进气管101且下落至收集箱5内，此时原先第二个第二滤网板402处于第一个第二滤网板402的位置，第一弹性元件801没有被压缩，对滤网板更换完毕后，控制电机继续正转，第三齿轮701与第四齿轮702相配合，使得转动块2反向转动进行复位，在此过程中，若干个第二滤网板402置于转动块2与推板802之间，且丝杆7随着电机转动，移动板8继续向进气管101移动，第一弹性元件801再次被压缩，便于随后的第一滤网板3再次被更换。

实施例3：

参照图6和图11，一种可测量当量浓度的气体分析仪表，与实施例1相同，更进一步的是，第二滤网板402和第一滤网板3的结构相同，第一滤网板3包括滤板主体301，滤板主体301内壁设置有凹槽，凹槽内设置有滤网主体302，滤网主体302包括粗过滤网3021、细过滤网3022和活性炭吸附层3023。

通过对烟气进行三级过滤，提高对烟气的过滤效果，进而提高气体分析测量结果的准确性。

实施例4：

参照图5、图6、图7、图8、图9和图10，一种可测量当量浓度的气体分析仪表，与实施例2相同，更进一步的是，转动块2内设置有气动机构，气动机构包括第一气动组件和第二气动组件，第一气动组件包括开设在转动块2内的第一气槽11，第一气槽11内壁连接有第二弹性元件111，第二弹性元件111远离第一气槽11内壁的一端连接有第一活塞112，第一活塞112外壁连接有受力杆113，第一气动组件还包括固设在密封外壳4内壁的固定块114，受力杆113与固定块114活动相抵。

进一步的，第二气动组件包括开设在转动块2内的第二气槽12，第二气槽12与第一气槽11之间设置有气流通道10，第二气槽12内壁连接有第三弹性元件121，第三弹性元件121远离第二气槽12内壁的一端连接有第二活塞122，第二活塞122上连接有齿条板123，齿条板123外壁啮合连接有动齿轮124，动齿轮124上连接有转动杆13，转动杆13上滑动连接有螺纹管131，螺纹管131与转动块2螺纹连接，且螺纹管131远离转动杆13的一端与密封垫板901相连。

进一步的，转动杆13外壁设置有导向条14，螺纹管131内壁开设有与导向条14相配合的导向槽141，导向条14滑动连接在导向槽141内。

具体的，当第一滤网板3处于工作状态时，密封垫板901与第一滤网板3相抵，避免进气管101中的烟气外泄，当第一滤网板3处于更换状态时，转动块2带动第一滤网板3在进气管101内转动，使转动后的转动块2对进气管101进行封堵，避免第二滤网板402替换第一滤网板3的过程中，一些烟气穿过转动块2并被气体分析系统采集，影响对气体的数据分析结果，且在更换过程中，转动块2转动时使受力杆113与固定块114相抵，受力杆113收缩进入第一气槽11内，并通过第一活塞112将第一气槽11内的空气挤压至第二气槽12，第二气槽12内的第二活塞122推动齿条板123移动，使齿条板123与动齿轮124啮合，进而使螺纹管131带动密封垫板901移动，不再与第一滤网板3紧密相抵，避免第二滤网板402难以推动第一滤网板3进行更换，且在滤网板更换以后，使转动块2带动滤网板转动，继续对烟气中的杂质进行过滤，受力杆113不再与固定块114相抵，齿条板123在第三弹性元件121的拉力作用下复位，使得螺纹管131带动密封垫板901再次与滤网板相抵，避免烟气外泄。

实施例5：

参照图1和图12，一种可测量当量浓度的气体分析仪表，与实施例1相同，更进一步的是，气体分析系统包括固设在仪器主体1内的主控板15，主控板15电性连接有显示模块、供电模块、数据采集模块和数据处理模块，显示模块为设置在仪器主体1上的显示屏，供电模块为显示模块、数据采集模块和数据处理模块提供电能，数据采集模块包括浮子流量计、红外传感器和电化学传感器，数据处理模块包括当量浓度计算模块和烟气参数测量模块；通过进气管101将烟气接入，经过浮子流量计的限流后，将烟气依次接入红外传感器和电化学传感器后再将气体排出，红外传感器可测量SO2、NO等多种气体浓度，电化学传感器可测量SO2、NO、O2 等多种气体浓度，通过两种传感器的组合，可测量的气体种类得到了很大扩展；传感器得到的信号直接接入主控板15，同时当量浓度计算模块，烟气参数测量的数据也同时接入主控板15，主控板15处理信号后，得到各种气体的当量浓度。

作为本发明优选的技术方案，主控板15还电性连接有仪表时间校准模块，仪表时间校准模块设置有两种校准模式，两种校准模式分别为联网校准模式和本地校准模式；仪表可以通过与GPS或者北斗系统联网进行时间校准，且在没有GPS或北斗时通过自带的内部时钟得到时间信号。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可测量当量浓度的气体分析仪表，包括仪器主体（1），其特征在于，所述仪器主体（1）内设置有气体分析系统，所述仪器主体（1）外接有进气管（101），所述进气管（101）内转动连接有转动块（2），所述转动块（2）内设置有第一滤网板（3），所述转动块（2）内开设有活动槽（9），所述活动槽（9）内设置有密封垫板（901），所述密封垫板（901）与第一滤网板（3）活动相抵，所述转动块（2）内开设有用于第一滤网板（3）滑移的滑道（201），所述进气管（101）上固定设置有密封外壳（4），所述密封外壳（4）内设置有用于更换第一滤网板（3）的滤网板更换机构，所述进气管（101）上通过连接块连接有收集箱（5），所述收集箱（5）与密封外壳（4）相互连通；

滤网板更换机构包括驱动组件和更换组件，所述驱动组件包括固设在密封外壳（4）内壁的驱动电机（6），所述驱动电机（6）的输出端连接有转动轴（601），所述转动轴（601）外壁连接有第一齿轮（602），所述第一齿轮（602）外壁两侧均啮合连接有第二齿轮（603），两个所述第二齿轮（603）上均连接有丝杆（7），所述丝杆（7）通过轴承转动连接在密封外壳（4）的两侧内壁之间，所述驱动组件还包括固设在丝杆（7）上的第三齿轮（701），所述第三齿轮（701）外壁啮合连接有第四齿轮（702），所述第四齿轮（702）通过固定杆与转动块（2）固定相连；

更换组件包括与其中一个所述丝杆（7）螺纹相接的移动板（8），所述移动板（8）外壁连接有第一弹性元件（801），所述第一弹性元件（801）远离移动板（8）的一端连接有推板（802），所述更换组件还包括设置在密封外壳（4）内壁的轨道槽（401），所述轨道槽（401）内壁滑动连接有若干第二滤网板（402），若干所述第二滤网板（402）置于转动块（2）和推板（802）之间；

两个所述第三齿轮（701）均设置为半齿轮，且两个所述第三齿轮（701）与第四齿轮（702）交替啮合；

所述气体分析系统包括固设在仪器主体（1）内的主控板（15），所述主控板（15）电性连接有显示模块、供电模块、数据采集模块和数据处理模块，所述显示模块为设置在仪器主体（1）上的显示屏，所述供电模块为显示模块、数据采集模块和数据处理模块提供电能，所述数据采集模块包括浮子流量计、红外传感器和电化学传感器，所述数据处理模块包括当量浓度计算模块和烟气参数测量模块。

2.根据权利要求1所述的一种可测量当量浓度的气体分析仪表，其特征在于，所述第二滤网板（402）和第一滤网板（3）的结构相同，所述第一滤网板（3）包括滤板主体（301），所述滤板主体（301）内壁设置有凹槽，所述凹槽内设置有滤网主体（302），所述滤网主体（302）包括粗过滤网（3021）、细过滤网（3022）和活性炭吸附层（3023）。

3.根据权利要求1所述的一种可测量当量浓度的气体分析仪表，其特征在于，所述转动块（2）内设置有气动机构，所述气动机构包括第一气动组件和第二气动组件，所述第一气动组件包括开设在转动块（2）内的第一气槽（11），所述第一气槽（11）内壁连接有第二弹性元件（111），所述第二弹性元件（111）远离第一气槽（11）内壁的一端连接有第一活塞（112），所述第一活塞（112）外壁连接有受力杆（113），所述第一气动组件还包括固设在密封外壳（4）内壁的固定块（114），所述受力杆（113）与固定块（114）活动相抵；

所述第二气动组件包括开设在转动块（2）内的第二气槽（12），所述第二气槽（12）与第一气槽（11）之间设置有气流通道（10），所述第二气槽（12）内壁连接有第三弹性元件（121），所述第三弹性元件（121）远离第二气槽（12）内壁的一端连接有第二活塞（122），所述第二活塞（122）上连接有齿条板（123），所述齿条板（123）外壁啮合连接有动齿轮（124），所述动齿轮（124）上连接有转动杆（13），所述转动杆（13）上滑动连接有螺纹管（131），所述螺纹管（131）与转动块（2）螺纹连接，且所述螺纹管（131）远离转动杆（13）的一端与密封垫板（901）相连。

4.根据权利要求3所述的一种可测量当量浓度的气体分析仪表，其特征在于，所述转动杆（13）外壁设置有导向条（14），所述螺纹管（131）内壁开设有与导向条（14）相配合的导向槽（141），所述导向条（14）滑动连接在导向槽（141）内。

5.根据权利要求1所述的一种可测量当量浓度的气体分析仪表，其特征在于，所述主控板（15）还电性连接有仪表时间校准模块，所述仪表时间校准模块设置有两种校准模式，两种所述校准模式分别为联网校准模式和本地校准模式。

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