CN115112796B - 用于激波管的气体采样检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于激波管的气体采样检测系统，包括：激波管；侧壁非在线检测单元适用于采集并储存激波管内不同径向部位的气体作为第一采样气体，并对第一采样气体进行非在线检测；以及端壁检测单元包括：端壁管道从激波管的端壁采集激波管内的气体作为第二采样气体；端壁非在线检测单元适用于对第二采样气体进行非在线检测；在线检测单元适用于对第二采样气体进行在线实时检测；以及第一控制机构，适用于控制第二采样气体输送至端壁非在线检测单元和/或在线检测单元，能够实现对激波管端壁面和侧壁面同时进行采样，并且实现端壁面在线和非在线同步采样并检测。

Description

用于激波管的气体采样检测系统

技术领域

本发明涉及气体采样技术领域，尤其涉及一种用于激波管的气体采样检测系统。

背景技术

激波管是产生激波和利用激波压缩实验气体，以模拟所要求工作条件的一种装置。激波管作为研究燃烧化学反应动力学的关键装置，可以实现对点火延迟时间、组分的浓度分布、基元反应速率和层流火焰速率的测定。

单脉冲激波管实验通过反射稀疏波对反应气体进行淬灭后进行样品提取，进而对反应物、产物进行组分的浓度测量。单脉冲激波管的优势在于它可以和化学分析工具相结合，如：气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、飞行时间质谱仪(TOF-MS)、微型气相色谱仪(MicroGC)等，可以检测和量化许多大分子和具有许多异构体的物质。激波管在实际实验中，由于边界层效应或激波分叉效应干扰，反射激波作用后的反应气体压力可能会以一定的速率进一步升高；激波管径向尺寸的增加尽管会减少边界层的影响但也会导致其内部气体在垂直轴向分布上存在不均一性；在反射稀疏波作用后气体膨胀降压的有限过程中，反应气体可能存在没有完全淬灭继续反应的现象，因此对反应过程中的气体进行采样，并对采样气体中组分的浓度和含量的检测比较困难。而且，在气体不同反应阶段，对气体检测需要适应于不同的气压状态。此外，采样气体中大分子稳定物质和小分子非稳定物质同时存在，对大分子稳定物质进行测量时即非在线检测，需要将采样气体通入后处理机构，对采样气体中重半挥发性和非挥发性化合物进行冷凝或吸附之后再通入检测设备进行检测；对小分子非稳定物质进行测量时即在线检测，可将采样气体直接通入检测设备进行检测。

发明内容

本发明提供一种用于激波管的气体采样检测系统，用于至少部分解决以上技术问题，实现对激波管端壁面和侧壁面同时进行采样，并且实现端壁面在线和非在线同步采样，从而对激波管中的气体进行采样并检测，获取更加全面的气体检测数据。

为了实现上述目的，作为本发明提供一种用于激波管的气体采样检测系统，包括激波管；

侧壁非在线检测单元，包括：

采集机构，从所述激波管的侧壁深度可调节地插入所述激波管，以采集激波管内不同径向部位的气体作为第一采样气体；

第一容纳设备，适用于存储来自于所述采集机构的第一采样气体；以及

第一检测设备，适用于对存储在所述第一容纳设备中的第一采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测；以及

端壁检测单元，包括：

端壁管道，从所述激波管的端壁采集所述激波管内的气体作为第二采样气体；

端壁非在线检测单元，适用于对来自于所述端壁管道的第二采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测；

在线检测单元，适用于对来自于所述端壁管道的第二采样气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量进行在线实时检测；以及

第一控制机构，适用于控制所述端壁管道中的第二采样气体输送至所述端壁非在线检测单元和/或所述在线检测单元。

根据本公开的实施例，所述采集机构包括：

驱动机构，安装在所述激波管的侧壁的外部；以及

探针，可伸缩地穿过所述激波管的侧壁伸入所述激波管内，并在所述驱动机构的驱动下沿所述激波管的径向方向靠近或远离激波管的轴线移动。

根据本公开的实施例，所述采集机构和所述第一容纳设备之间还并列设置有多个储存机构，多个储存机构适用于分别存储由所述采集机构在所述激波管内不同径向部位采集的第一采样气体，并有选择地将所存储的第一采样气体输送至所述第一容纳设备。

根据本公开的实施例，所述端壁非在线检测单元包括：

第一减压设备，适用于对来自于所述端壁管道中的第二采样气体减压；

第二容纳设备，适用于储存在所述激波管内反应之前通过所述端壁管道采集并经所述第一减压设备减压的作为原始气体的第二采样气体；

第二检测设备，适用于对来自于所述第二容纳设备的原始气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测，得到对标参数；

第三容纳设备，适用于储存在激波管内反应之后通过所述端壁管道采集并经所述第一减压设备减压的作为反应气体的第二采样气体；以及

第三检测设备，适用于对来自于所述第三容纳设备的反应气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测，得到反应参数，以与所述对标参数进行比较分析。

根据本公开的实施例，所述在线检测单元，包括：

筛分设备，适用于筛分所述端壁管道内反应气体中的稳定物质并允许非稳定物质通过；

常压检测单元，适用于对流经所述筛分设备的反应气体减压至常压状态后在线实时检测所述反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量；

高压检测单元，适用于在线实时检测流经所述筛分设备的带压的反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量；以及

第二控制机构，适用于控制来自于所述筛分设备的反应气体输送至所述常压检测单元和/或所述高压检测单元。

根据本公开的实施例，所述常压检测单元，包括：

第二减压设备，适用于对流经所述筛分设备的反应气体减压；以及

第四检测设备，适用于在线实时检测流经所述第二减压设备的反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量。

根据本公开的实施例，所述高压检测单元，包括：

第一容纳管，适用于接收流经所述筛分设备的反应气体；

第二容纳管；适用于接收来自所述端壁管道和所述第一容纳管中残余气体并储存；

第三容纳管，适用于接收重新输入所述第一容纳管的反应气体；以及

第五检测设备，适用于在线实时检测所述第三容纳管内的反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量。

根据本公开的实施例，所述第二容纳管、所述第一容纳管和所述第三容纳管的容积依次减小。

根据本公开的实施例，还包括：

两个风冷式蒸发器，适用于分别对从所述侧壁非在线检测单元排出的第一采样气体和从所述端壁检测单元排出的第二采样气体降温；以及

两个蓄水池，适用于对来自所述风冷式蒸发器的气体进行尾气处理，且每个所述蓄水池的顶部连通设置有通风管，所述蓄水池的底部连通设置有排水管。

根据本公开的实施例，所述侧壁非在线检测单元、所述端壁非在线检测单元和所述在线检测单元均设置有参数测量机构，适用于检测采样气体的温度和压强

根据本发明提供的气体采样检测系统，对激波管侧壁的气体进行采样检测时，采集机构从激波管的侧壁插入，并采集激波管内不同径向部位的气体作为第一采样气体，随后输送至第一容纳设备储存，第一检测设备对第一容纳设备内的第一采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测；端壁管道采集激波管端壁的气体作为第二采样气体，第一控制机构控制第二采样气体输送至端壁非在线检测单元和/或在线检测单元，从而分别对第二采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测和第二采样气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量进行在线实时检测，因此能够实现对激波管端壁面和侧壁面同时进行采样，并且实现端壁面在线和非在线同步采样，从而对激波管中的气体进行采样并检测，获取更加全面的气体检测数据，能够更全面地进行化学反应动力学研究，为化学反应动力学的研究提供更加可靠的实验数据。

附图说明

图1是根据本发明实施例的气体采样检测系统的示意图。

附图标记

1、激波管；

2、侧壁非在线检测单元；

21、采集机构；

211、驱动机构；212、探针；

22、第一容纳设备；23、第一后处理机构；24、第一检测设备；25、储存机构；

251、减压阀；252、储存容器；253、动力阀；

3、端壁检测单元；

31、端壁管道；32、第一控制机构；

4、端壁非在线检测单元；

41、第一减压设备；42、第二容纳设备；43、第二后处理机构；44、第二检测设备；45、第三容纳设备；46、第三后处理机构；47、第三检测设备；

5、在线检测单元；

51、筛分设备； 52、第二控制机构； 53、常压检测单元；

531、第二减压设备； 532、第四检测设备；

54、高压检测单元；

541、第一容纳管；542、第二容纳管；543、第三容纳管；544、第五检测设备；

6、风冷式蒸发器；

7、蓄水池；

71、通风管；72、排水管；

8、参数测量机构；

81、压力表；82、温度计；83、涡流传感器；

9、吹扫机构；91、旋转泵。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

在此公开本发明结构实施例和方法的描述。应当了解，这并不意图将本发明限制在特定公开的实施例中，本发明可以通过使用其它特征，元件、方法和实施例来加以实施。不同实施例中的相似元件通常会标示相似的号码。

图1是根据本发明实施例的气体采样检测系统的示意图。

在一种示例性实施例中，激波管1是产生激波和利用激波压缩实验气体，以模拟所要求工作条件的一种装置，是作为研究燃烧化学反应动力学的关键装置。单脉冲激波管1实验通过反射稀疏波对反应气体进行淬灭后进行样品提取，进而对反应物、中间体和产物进行组分的浓度和含量检测。

反射激波作用后的反应气体压力可能会以一定的速率进一步升高；激波管1径向尺寸的增加会导致激波管1内部气体在垂直轴向分布上存在不均一性；在反射稀疏波作用后气体膨胀降压的有限过程中，反应气体可能存在没有完全淬灭继续反应的现象，因此对反应过程中的气体进行采样，并对采样气体中组分的浓度和含量的检测比较困难。激波管1内的气体中大分子稳定物质和小分子非稳定物质同时存在，对大分子稳定物质进行采样测量时，需要将采样气体通入后处理机构，对采样气体中重半挥发性和非挥发性化合物进行冷凝或吸附之后再通入检测设备进行检测，即非在线检测；对小分子非稳定物质进行测量时，可将采样气体直接通入检测设备进行检测，即在线检测。

本发明实施例提出一种用于激波管1的气体采样检测系统，包括激波管1、侧壁非在线检测单元2和端壁检测单元3。

侧壁非在线检测单元2包括采集机构21、第一容纳设备22和第一检测设备24。采集机构21，从激波管1的侧壁深度可调节地插入激波管1，以采集激波管1内不同径向部位的气体作为第一采样气体。第一容纳设备22，适用于存储来自于采集机构21的第一采样气体。第一检测设备24，适用于对存储在第一容纳设备22中的第一采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测。

端壁检测单元3包括端壁管道31、第一控制机构32、端壁非在线检测单元4和在线检测单元5。端壁管道31，从激波管1的端壁采集激波管1内的气体作为第二采样气体。端壁非在线检测单元4适用于对来自于端壁管道31的第二采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测。在线检测单元5适用于对来自于端壁管道31的第二采样气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量进行在线实时检测。第一控制机构32，适用于控制端壁管道31中的第二采样气体输送至端壁非在线检测单元4和/或在线检测单元5。

根据上述实施例的气体采样检测系统，对激波管1侧壁的气体进行采样检测时，采集机构21从激波管1的侧壁插入并调节采集机构21插入激波管1内的深度，并采集激波管1内不同径向部位的气体作为第一采样气体，随后输送至第一容纳设备22储存，第一检测设备24对第一容纳设备22内的第一采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测；端壁管道31采集激波管1端壁的气体作为第二采样气体，第一控制机构32控制第二采样气体输送至端壁非在线检测单元4和/或在线检测单元5，从而分别对第二采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测和第二采样气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量进行在线实时检测，因此能够实现对激波管1端壁面和侧壁面同时进行采样，并且实现端壁面在线和非在线同步采样，从而对激波管1中的气体进行采样并检测，获取更加全面的气体检测数据，能够更全面地进行化学反应动力学研究，为化学反应动力学的研究提供更加可靠的实验数据。

根据本公开的实施例，如图1所示，侧壁非在线检测单元2包括采集机构21、第一容纳设备22和第一检测设备24。

具体地，采集机构21包括驱动机构211和探针212，驱动机构211安装在激波管1的侧壁的外部，驱动机构211为气缸或液压缸。探针212与激波管1的轴线垂直，探针212可伸缩地穿过激波管1的侧壁伸入激波管1内，并在驱动机构211的驱动下沿激波管1的径向方向靠近或远离激波管1的轴线移动，以采集激波管1内不同径向部位的气体作为第一采样气体。

第一容纳设备22适用于存储来自于采集机构21的第一采样气体。第一检测设备24适用于对存储在所述第一容纳设备22中的第一采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测。

根据本公开的实施例，第一容纳设备22与第一检测设备24之间连接有第一后处理机构23，适用于对第一采样气体中重半挥发性和非挥发性化合物进行冷凝或吸附，以便后续用适当的溶剂萃取。

根据上述实施例的气体采样检测系统，探针212从激波管1的侧壁深入激波管1内，采集激波管1内此径向部位的气体作为第一采样气体，随后第一采样气体储存在第一容纳设备22中，然后第一采样气体流经第一后处理机构23进行气体后处理，接着第一采样气体流入第一检测设备24，第一检测设备24对第一采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测。在驱动机构211的驱动下探针212沿着激波管1的径向方向靠近或远离激波管1的轴线移动，从而采集激波管1内不同径向部位的气体作为第一采样气体，第一检测设备24依次对激波管1内不同径向部位的气体进行检测，从而实现对激波管1的侧壁的内部径向的气体组分分布进行研究及其组分的浓度和含量进行检测。

根据本公开的实施例，采集机构21和第一容纳设备22之间还并列设置有多个储存机构25，多个储存机构25适用于分别存储由采集机构21在激波管1内不同径向部位采集的第一采样气体，并有选择地将所存储的第一采样气体输送至第一容纳设备22。

具体地，储存机构25包括减压阀251和储存容器252，储存容器252的输入端和输出端均设置有动力阀253，减压阀251适用于对来自于采样机构的第一采样气体减压，储存容器252适用于接收来自于减压阀251的第一采样气体，动力阀253适用于控制第一采样气体从储存容器252进出并储存于储存容器252。

根据上述实施例的气体采样检测系统，采集机构21采集激波管1内不同径向部位的第一采集气体流经加压阀进行减压处理之后，分别控制各个储存机构25的动力阀253，使激波管1内不同径向部位的第一采集气体分别储存在各个储存机构25的储存容器252内。根据实验需要，有选择地将储存容器252内的第一采样气体输送至第一容纳设备22并由第一检测设备24进行检测，能够实现同一时段对激波管1内不同径向部位的第一采集气体进行采集并储存，便于后续实验进行，提高了实验的便捷性。

根据本公开的实施例，端壁检测单元3包括端壁管道31、第一控制机构32、端壁非在线检测单元4和在线检测单元5。端壁管道31从激波管1的端壁采集激波管1内的气体作为第二采样气体。端壁非在线检测单元4适用于对来自于端壁管道31的第二采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测。在线检测单元5适用于对来自于端壁管道31的第二采样气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量进行在线实时检测。第一控制机构32适用于控制端壁管道31中的第二采样气体输送至端壁非在线检测单元4和/或在线检测单元5，第一控制机构32为三向旋塞阀。

根据上述实施例的气体采样检测系统，端壁管道31采集激波管1内的端壁的气体作为第二采样气体，第一控制机构32控制第二采样气体输送至端壁非在线检测单元4和/或在线检测单元5，从而实现对激波管1的端壁的第二采样气体在线检测和非在线检测同步进行或分别进行，也可实现激波管1的端壁与侧壁同时采样并检测，获取更加全面的气体检测数据，能够更全面地进行化学反应动力学研究，为化学反应动力学的研究提供更加可靠的实验数据。

根据本公开的实施例，端壁非在线检测单元4包括第一减压设备41、第二容纳设备42、第二检测设备44、第三容纳设备45和第三检测设备47。

第一减压设备41适用于对来自于端壁管道31中的第二采样气体减压。第二容纳设备42适用于储存在激波管1内反应之前通过端壁管道31采集并经第一减压设备41减压的作为原始气体的第二采样气体。第二检测设备44适用于对来自于第二容纳设备42的原始气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测，得到对标参数。第三容纳设备45，适用于储存在激波管1内反应之后通过端壁管道31采集并经第一减压设备41减压的作为反应气体的第二采样气体；以及第三检测设备47，适用于对来自于第三容纳设备45的反应气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测，得到反应参数，以与对标参数进行比较分析。

具体地，第二容纳设备42与第三容纳设备45可并列设置。第二容纳设备42与第三容纳设备45也可串联设置，其第二容纳设备42与第三容纳设备45之间设置有控制阀，适用于控制原始气体输送至第二容纳设备42，反应气体输送至第三通纳设备。

具体地，第二容纳设备42与第二检测设备44之间设置有第二后处理机构43，第三容纳设备45和第三检测设备47之间设置有第三后处理机构46，第二后处理机构43和第三后处理机构46分别适用于对原始气体和反应气体中重半挥发性和非挥发性化合物进行冷凝或吸附，以便后续用适当的溶剂萃取。

根据上述实施例的气体采样检测系统，对激波管1的端壁进行采样检测时，第一减压设备41对来自于端壁管道31采集的原始气体进行减压处理，接着原始气体储存于第二容纳设备42；激波管1内的原始气体完毕之后，第一减压设备41对来自于端壁管道31采集的反应气体进行减压处理，接着反应气体储存于第三容纳设备45。第二容纳设备42的原始气体输送至第二后处理机构43进行气体后处理，之后第二检测设备44对原始气体中的组分的浓度和含量进行检测，得到对标参数；第三容纳设备45的反应气体输送至第三后处理机构46进行气体后处理，之后第三检测设备47对反应气体中的组分的浓度和含量进行检测，得到反应参数，以与对标参数进行比较分析。

根据本公开的实施例，在线检测单元5包括筛分设备51、常压检测单元53、高压检测单元54和第二控制机构52。

筛分设备51为分子筛，适用于筛分端壁管道31内反应气体中的稳定物质并允许非稳定物质通过；常压检测单元53适用于对流经筛分设备51的反应气体减压至常压状态后在线实时检测反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量；高压检测单元54适用于在线实时检测流经筛分设备51的带压的反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量；第二控制机构52为三向旋塞阀，适用于控制来自于筛分设备51的反应气体输送至常压检测单元53和/或高压检测单元54。

根据上述实施例的气体采样检测系统，筛分设备51对来自端壁管道31采集的反应气体进行筛分，允许反应气体中的非稳定物质通过，第二控制机构52控制反应气体输送至常压检测单元53和/或高压检测单元54，从而对常压状态和高压状态下的反应气体进行检测，适用于对不同压强下反应气体进行检测，提高了气体采样检测系统的适用性。

根据本公开的实施例，常压检测单元53包括第二减压设备531和第四检测设备532。第二减压设备531，适用于对流经筛分设备51的反应气体减压，第四检测设备532，适用于在线实时检测流经第二减压设备531的反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量。

具体地，常压检测单元53还包括调节设备，适用于对来自于第二减压设备531的反应气体调节温度。

根据上述实施例的气体采样检测系统，第二控制机构52控制反应气体输送至第二减压设备531，第二减压设备531将反应气体减压，调节设备对来自于第二减压设备531的反应气体的温度进行调节，随后第四检测设备532对反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量进行在线实时检测。

根据本公开的实施例，高压检测单元54包括第一容纳管541、第二容纳管542、第三容纳管543和第五检测设备544。

第一容纳管541适用于接收流经筛分设备51的反应气体；第二容纳管542适用于接收来自端壁管道31和第一容纳管541中残余气体并储存；第三容纳管543适用于接收重新输入第一容纳管541的反应气体；以及第五检测设备544适用于在线实时检测第三容纳管543内的反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量。其中，第二容纳管542、第一容纳管541和第三容纳管543的容积依次减小，本实施例中，第二容纳管542、第一容纳管541和第三容纳管543分别为(1/4,1/8,1/16英寸)的管道。

根据上述实施例的气体采样检测系统，端壁管道31采集激波管1内的反应气体前，端壁管道31内留存有残余气体，反应气体推动残余气体经过筛分设备51后输送至第一容纳管541，最后输送至第二容纳管542内储存，第二容纳管542的容积大于第一容纳管541的容积，从而能够满足第二容纳管542对残余气体进行封存，减小残余气体对反应气体检测的影响，随后端壁管道31采集的反应气体流经第一容纳管541后输送至第三容纳管543，第五检测设备544在线实时检测第三容纳管543内的反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量。

根据本公开的实施例，第一检测设备24、第二检测设备44、第三检测设备47、第四检测设备532和第五检测设备544为气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、飞行时间质谱仪(TOF-MS)或微型气相色谱仪(Micro GC)等。

根据本公开的实施例，侧壁非在线检测单元2、端壁非在线检测单元4和在线检测单元5均设置有参数测量机构8，参数测量机构8包括压力表81和温度计82，适用于检测采样气体的温度和压强，参数测量机构8设置有四个，四个参数测量机构8分别位于储存机构25、第三容纳设备45、第四检测设备532和第五检测设备544的输入端。

根据本公开的实施例，侧壁非在线检测单元2、端壁非在线检测单元4和在线检测单元5均设置有涡流传感器83，适用于检测第一采样气体和第二采样气体的涡流程度。

根据本公开的实施例，气体采样检测设备还包括两个风冷式蒸发器6和两个蓄水池7。两个风冷式蒸发器6适用于分别对从侧壁非在线检测单元2单向排出的第一采样气体和从端壁检测单元3单向排出的第二采样气体降温。两个蓄水池7适用于对来自风冷式蒸发器6的气体进行尾气处理，且每个蓄水池7的顶部连通设置有通风管71，适用于排放蓄水池7中的气体，蓄水池7的底部连通设置有排水管72，适用于排放蓄水池7内的液体。蓄水池7对侧壁非在线检测单元2排出的第一采样气体和从端壁检测单元3排出的第二采样气体进行尾气处理。

根据本公开的实施例，端壁检测单元3与蓄水池7之间还设置有旋转泵91，适用于辅助第二采样气体从端壁检测单元3单向排出并输送至蓄水池7内。

根据本公开的实施例，气体采样检测设备还包括两个吹扫机构9，吹扫机构9包括第一高压储气瓶和第二高压储气瓶，第一高压储气瓶位于储存机构25的输入端，适用于输出第一高压气体并将侧壁非在线检测单元2中的气体输送至蓄水池7；第二高压储气瓶适用于将端壁检测单元3中的气体输送至蓄水池7。

根据上述实施例的气体采样检测系统，第一高压储气瓶输出高压气体，并依次流经储气机构和第一容纳设备22，将侧壁非在线检测单元2中的气体输送至蓄水池7进行尾气处理。第二高压储气瓶输出高压气体逆向流经端壁非在线检测单元4后顺向流经在线检测单元5，将端壁检测单元3中的气体输送至蓄水池7进行尾气处理。

根据本实施例公开的气体采样检测系统，对激波管1侧壁的气体进行采样检测时，采集机构21从激波管1的侧壁插入，并采集激波管1内不同径向部位的气体作为第一采样气体，随后输送至第一容纳设备22储存，第一检测设备24对第一容纳设备22内的第一采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测；端壁管道31采集激波管1端壁的气体作为第二采样气体，第一控制机构32控制第二采样气体输送至端壁非在线检测单元4和/或在线检测单元5，从而分别对第二采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测和第二采样气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量进行在线实时检测，因此能够实现对激波管1端壁面和侧壁面同时进行采样，并且实现端壁面在线和非在线同步采样，从而对激波管1中的气体进行采样并检测，获取更加全面的气体检测数据，能够更全面地进行化学反应动力学研究，为化学反应动力学的研究提供更加可靠的实验数据。

上述具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上上述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于激波管(1)的气体采样检测系统，其特征在于，包括：

激波管(1)；

侧壁非在线检测单元(2)，包括：

采集机构(21)，从所述激波管(1)的侧壁深度可调节地插入所述激波管(1)，以采集激波管(1)内不同径向部位的气体作为第一采样气体；

第一容纳设备(22)，适用于存储来自于所述采集机构(21)的第一采样气体；以及

第一检测设备(24)，适用于对存储在所述第一容纳设备(22)中的第一采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测；以及

端壁检测单元(3)，包括：

端壁管道(31)，从所述激波管(1)的端壁采集所述激波管(1)内的气体作为第二采样气体；

端壁非在线检测单元(4)，适用于对来自于所述端壁管道(31)的第二采样气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测；

在线检测单元(5)，适用于对来自于所述端壁管道(31)的第二采样气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量进行在线实时检测；以及

第一控制机构(32)，适用于控制所述端壁管道(31)中的第二采样气体输送至所述端壁非在线检测单元(4)和/或所述在线检测单元(5)。

2.根据权利要求1所述的气体采样检测系统，其特征在于，所述采集机构(21)包括：

驱动机构(211)，安装在所述激波管(1)的侧壁的外部；以及

探针(212)，可伸缩地穿过所述激波管(1)的侧壁伸入所述激波管(1)内，并在所述驱动机构(211)的驱动下沿所述激波管(1)的径向方向靠近或远离激波管(1)的轴线移动。

3.根据权利要求1所述的气体采样检测系统，其特征在于，所述采集机构(21)和所述第一容纳设备(22)之间还并列设置有多个储存机构(25)，多个储存机构(25)适用于分别存储由所述采集机构(21)在所述激波管(1)内不同径向部位采集的第一采样气体，并有选择地将所存储的第一采样气体输送至所述第一容纳设备(22)。

4.根据权利要求1所述的气体采样检测系统，其特征在于，所述端壁非在线检测单元(4)包括：

第一减压设备(41)，适用于对来自于所述端壁管道(31)中的第二采样气体减压；

第二容纳设备(42)，适用于储存在所述激波管(1)内反应之前通过所述端壁管道(31)采集并经所述第一减压设备(41)减压的作为原始气体的第二采样气体；

第二检测设备(44)，适用于对来自于所述第二容纳设备(42)的原始气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测，得到对标参数；

第三容纳设备(45)，适用于储存在激波管(1)内反应之后通过所述端壁管道(31)采集并经所述第一减压设备(41)减压的作为反应气体的第二采样气体；以及

第三检测设备(47)，适用于对来自于所述第三容纳设备(45)的反应气体中的稳定物质的组分的浓度和含量进行非在线检测，得到反应参数，以与所述对标参数进行比较分析。

5.根据权利要求1所述的气体采样检测系统，其特征在于，所述在线检测单元(5)包括：

筛分设备(51)，适用于筛分所述端壁管道(31)内反应气体中的稳定物质并允许非稳定物质通过；

常压检测单元(53)，适用于对流经所述筛分设备(51)的反应气体减压至常压状态后在线实时检测所述反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量；

高压检测单元(54)，适用于在线实时检测流经所述筛分设备(51)的带压的反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量；以及

第二控制机构(52)，适用于控制来自于所述筛分设备(51)的反应气体输送至所述常压检测单元(53)和/或所述高压检测单元(54)。

6.根据权利要求5所述的气体采样检测系统，其特征在于，所述常压检测单元(53)包括：

第二减压设备(531)，适用于对流经所述筛分设备(51)的反应气体减压；以及

第四检测设备(532)，适用于在线实时检测流经所述第二减压设备(531)的反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量。

7.根据权利要求5所述的气体采样检测系统，其特征在于，所述高压检测单元(54)包括：

第一容纳管(541)，适用于接收流经所述筛分设备(51)的反应气体；

第二容纳管(542)；适用于接收来自所述端壁管道(31)和所述第一容纳管(541)中残余气体并储存；

第三容纳管(543)，适用于接收重新输入所述第一容纳管(541)的反应气体；以及

第五检测设备(544)，适用于在线实时检测所述第三容纳管(543)内的反应气体中的非稳定物质的组分的浓度和含量。

8.根据权利要求7所述的气体采样检测系统，其特征在于，所述第二容纳管(542)、所述第一容纳管(541)和所述第三容纳管(543)的容积依次减小。

9.根据权利要求1所述的气体采样检测系统，其特征在于，还包括：

两个风冷式蒸发器(6)，适用于分别对从所述侧壁非在线检测单元(2)排出的第一采样气体和从所述端壁检测单元(3)排出的第二采样气体降温；以及

两个蓄水池(7)，适用于对来自所述风冷式蒸发器(6)的气体进行尾气处理，且每个所述蓄水池(7)的顶部连通设置有通风管(71)，所述蓄水池(7)的底部连通设置有排水管(72)。

10.根据权利要求1所述的气体采样检测系统，其特征在于，所述侧壁非在线检测单元(2)、所述端壁非在线检测单元(4)和所述在线检测单元(5)均设置有参数测量机构(8)，适用于检测采样气体的温度和压强。