CN1212513C - 定容取样无焰燃烧式燃气热值仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气热值测定仪。它包括取样器、混合腔、检测室、数据处理器、数字显示器，取样器的出口经混合腔与检测室连通，检测室的信号端和数字显示器分别与数据处理器的对应端连接，其中包括两个并列的活塞式燃气、空气的取样装置汇合接入混气腔，进入检测室在气室中由催化燃烧式敏感元件获取传感信号，在燃气入口还设有流量控制装置。本发明采用活塞式定容取样结构，气样比例恒定，结构简化，体积减小，采用催化燃烧式测量元件，实现了无焰燃烧，解决了防爆难题，其热值测量范围很大，大大降低了成本。它适用于包括现场测定的各种场合。

Description

定容取样无焰燃烧式燃气热值仪

                            技术领域

本发明涉及热物理量测定值的仪器，具体地说是一种用于测量天然气、液化气、人工煤气、沼气、高炉煤气、发生炉煤气类燃气热值为主的相关物理参数。

                            背景技术

现有的热值仪首先要将被测燃气和空气净化稳压处理，然后二者在恒压差条件下混合、燃烧，在燃烧室中通过设置测温元件测量燃烧室出气温度与进气温度之差值，再由数据处理器计算得出燃气的热值(或华白指数)。采用这种测量方法的仪器，一般需要控制燃气流量与空气的比例，都有一套复杂的稳压和混合装置，致使整机体积很大。而且其燃烧室为明火燃烧，达不到防爆要求，不能在有燃气的现场测量。对不同热值的燃气还需要配备不同的燃烧装置。就单机型而言，测量范围较小。

                            发明内容

本发明提供的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，可以解决现有技术设备所存在的稳压和混合装置结构复杂，体积大，单机测量范围小，明火燃烧取样，达不到防爆要求的问题。

本发明的热值仪，其原理在于通过设置流量控制，采取双路定量取样混合导入检测室燃烧，检取传感信号，得到测试参数处理数据，实现在定容取样和无焰燃烧条件下的参数测定。

本发明的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，包括取样器、混合腔、检测室、数据处理器、数字显示器，取样器的出口经混合腔与检测室连通，检测室的信号端和数字显示器分别与数据处理器的对应端连接，其特征在于所述的取样器包括两个并列的带有活塞的取样筒、进气阀、出气阀、活塞驱动装置、气阀控制装置，其中取样筒内的两个活塞杆相互连动，经连杆与活塞驱动装置的驱动端相连接，取样筒上各设有一对进气阀和出气阀，二个进气阀的另一端分别连接燃气入口和空气入口，两个出气阀的另一端相互汇合接入混气腔，而后通向检测室；所述的检测室包括气室及催化燃烧式敏感元件，敏感元件外罩中设有隔爆层、聚气罩，该聚气罩顶端有进气口，通向气室外，在气室的一个侧壁上设有出气口；所述的被测燃气入口处前置有一个流量控制装置，在其接往一个进气阀的燃气入口之前，设有一个余气出口。

根据本发明的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，所述的活塞驱动装置包括电机、偏心轮、连杆，偏心轮与电机同轴，连杆的一端活动安装在一个偏心短轴上，连杆的另一端与活塞杆后面的连杆的中部铰接。

根据本发明的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，所述的进气阀和出气阀均为可控电磁阀；

根据本发明的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，所述的气阀控制装置是一个由活塞杆、行程开关和控制电路组成的限位装置，其控制行程分别与活塞的上止点与下止点的位置对应。

根据本发明的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，所述的混合腔为射流混合腔，空气出口与燃气出口通过射流带入混合腔，使燃气与一定比例的空气完全混合。

本发明的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，由于采用了活塞式定容取样结构，使气样比例保持恒定，而且结构简化，体积减小；采用催化燃烧式敏感元件，在气室中可实现无焰燃烧，容易实现隔爆，解决了该类仪器的防爆难题，其便携型可用于现场测量；由于该测量元件对温度变化的响应范围很大，故一台仪器可测量的热值范围很大，大大降低了测量成本。

                            附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是本发明的检测室的结构示意图。

                        具体实施方式

以下结合实施例及其附图作进一步的说明：

参见附图。图1所示为本发明的实施例。它包括取样器1、混合腔2、检测室3、数据处理器4、数字显示器5、活塞驱动装置、控制装置共七个部分。其中的取样器1包括两个平行并列的气缸式取样筒1-1和1-2。其取样筒内各有一个活塞1-5。活塞的活塞杆和连杆1-6相互连接，并与活塞驱动装置6连动。活塞驱动装置6由电机6-1、偏心轮6-2、连杆6-3组成，偏心轮6-2与电机同轴，连杆6-3的一端活动安装在一个偏心短轴上，连杆6-3的另一端与活塞杆后面的连杆1-6的中部铰接。在取样筒1-1和1-2的顶端各设有一对控制气流定向导通用的进气阀1-3和出气阀1-4；两个进气阀1-3的外接端分别接到被测燃气入口1-3-1和空气入口1-3-2，两个出气阀1-4的外接端则汇接到混合腔2上，然后通入的检测室3中。两个进气阀1-3和出气阀1-4的工作受气阀控制装置控制。

进气阀1-3和出气阀1-4通常为便于控制的电磁阀。气阀控制装置通过电气电路与电磁阀、行程开关K1、K2连接，活塞杆连杆1-6悬端的行程正好与活塞的上止点与下止点位置相对应，正确控制气流取样工作。为了稳定被测燃气还在所述的被测燃气入口1-3-1设置了前置的流量控制装置。该装置包括流量计7-1，气压表7-2，余气出口7-3。流量计7-1的入口接往燃气源，其出口经被测燃气入口1-3-1接燃气进气阀。气压表7-2接在流量计7-1上。余气出口7-3接在燃气进气阀前的入口附近。

参见图2，检测室3包括气室3-1及催化燃烧式敏感元件3-2，该敏感元件之外罩设有隔爆层3-3，隔爆层外罩设有锥形的聚气罩3-4，该聚气罩顶端有进气口3-5连接到气室外，在气室的一侧还有出气口3-6。

本发明的工作过程简述如下：

首先，将一定压力的燃气通过流量计7-1送到燃气取样筒1-1的进气电磁阀1-3的入口1-3-1，与该入口连接的余气出口7-3为燃气流通提供通道，即在检测时始终保持燃气的流通使用，并起到自然卸压的作用，使取样筒1-1在进气时不受进气口压力高低的影响。在空气取样筒1-2的进气(电磁)阀入口1-3-2直接通大气。两个活塞1-5在电机6-1的驱动下作往复直线运动。

当活塞移动到顶端的上止点时，行程开关K1动作将两个进气电磁阀1-3打开，同时将两个出气电磁阀1-4关闭，随着活塞1-5向下止点移动，被测燃气和空气分别被吸入两个取样筒1-1和1-2内，两者的体积比例也就是两个取样筒1-1与1-2的工作容积之比；

当活塞1-5移动到下止点时，另一行程开关K2动作将两个进气(电磁)阀1-3关闭，同时打开两个出气(电磁)阀1-4，随着活塞的移动把已吸入两个取样筒的气样从各自的出气口汇合到混合腔2，经过混合后送到检测室3内，混合气沿着聚气罩3-4在催化燃烧式敏感元件3-2的整个表面扩散，并很快渗透到敏感元件3-2表面催化燃烧，所产生的热量的大小与检测元件的电阻值成比例，通过惠斯顿电桥测量电路和微机处理器4将传感信号处理得到热值及其他参数值，最后在数字显示器5输出显示。

数字显示器5为四位半LED数码显示器，或液晶显示屏，可以显示以下测量数据：燃气高低热值，燃气浓度(体积比)，密度，相对密度，华白指数。

Claims (5)

1、本发明的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，包括取样器(1)、混合腔(2)、检测室(3)、数据处理器(4)、数字显示器(5)，取样器的出口经混合腔与检测室连通，检测室的信号端和数字显示器分别与数据处理器的对应端连接，其特征在于所述的取样器(1)包括两个并列的带有活塞的取样筒(1-1、1-2)、进气阀(1-3)、出气阀(1-4)、活塞驱动装置、气阀控制装置，其中取样筒内的两个活塞杆相互连动，经连杆(1-6、6-3)与活塞驱动装置的驱动端相连接，取样筒(1-1、1-2)上各设有一对进气阀(1-3)和出气阀(1-4)，二个进气阀(1-3)的另一端分别连接燃气入口(1-3-1)和空气入口(1-3-2)，两个出气阀(1-4)的另一端相互汇合接入混气腔(2)，而后通向检测室(3)；所述的检测室(3)包括气室(3-1)及催化燃烧式敏感元件(3-2)，敏感元件外罩中设有隔爆层(3-3)、聚气罩(3-4)，该聚气罩顶端有进气口(3-5)连接混合腔，在气室(3-1)的一个侧壁上设有出气口(3-6)；所述的被测燃气入口处前置有一个流量控制装置，在其接往一个进气阀(1-3)的燃气入口之前，设有一个为燃气流通提供通道的余气出口(7-3)。

2、根据权利要求1所述的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，其特征在于：所述的活塞驱动装置包括电机、偏心轮、连杆(6-3)，偏心轮与电机同轴，连杆(6-3)的一端活动安装在一个偏心短轴上，连杆(6-3)的另一端与活塞杆后面的连杆(1-6)的中部铰接。

3、根据权利要求1所述的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，其特征在于：所述的进气阀(1-3)和出气阀(1-4)均为可控电磁阀。

4、根据权利要求1所述的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，其特征在于：所述的气阀控制装置是一个由活塞杆、行程开关(k1、k2)和控制电路组成的限位装置，其控制行程分别与活塞的上止点与下止点的位置对应。

5、根据权利要求1所述的定容取样无焰燃烧式燃气热值仪，其特征在于：所述的混合腔(2)为射流混合腔，空气出口与燃气出口通过射流带入混合腔，使燃气与一定比例的空气完全混合。

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