CN201163281Y - 模块化的多组分分布式在线气体分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可应用于大多数的工业环境，进行气体浓度在线检测的模块化的多组分分布式在线气体分析仪，包括有机箱、键盘、显示器和由气体分析传感器、前置放大器、微信号放大器、数据处理部件组成的气体分析单元，设有一个中央控制单元、至少两个气体分析单元、总线电缆，中央控制单元设有总线控制和传输器，中央控制单元的机箱上设有总线连接器终端，每个气体分析单元的机箱上设有总线连接器，中央控制单元机箱上的总线连接器终端经总线电缆与每个气体分析单元机箱上的总线连接器连接，前述键盘和显示器设于中央控制单元机箱上，键盘和显示器分别与中央控制单元的键盘接口和显示器接口连接，每个气体分析单元(B)的机箱上设有进气口和出气口。

Description

模块化的多组分分布式在线气体分析仪

技术领域

本实用新型涉及一种气体分析仪，特别是一种可应用于大多数的工业环境，进行气体浓度在线检测的模块化的多组分分布式在线气体分析仪。

背景技术

在各种工业环境中，为检测分析各类工业气体浓度，常采用各类气体分析装置进行，在现有技术中，气体分析仪表大多数均采用单一的以现场计算机为主直接构成测试系统结构，它集参数检测、数据采集和处理为一个整体，提供电流输出以供上层控制系统监控。每台现有技术的气体分析仪表都由传感器、前置放大器、信号放大器、数据处理器、电气单元、控制单元、显示设备以及键盘等部件放置在一个机箱中构成，此类气体分析仪表不能自主的同时监测分布在现场各处的检测点的气体浓度值，需要另行组网，来达到远程监控和管理控制，因而在多个测试点、不同环境进行在线气体分析的应用环境中，重复的通用部件增多，造成所需要的应用成本、维护费用和人力资源大大增加，所以越来越不适应现在的大规模、自动生产的工业环境，也不能满足现有的远程控制和自动化在线监测的功能需求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种模块化的多组分分布式在线气体分析仪，它使各种气体分析系统网络化、模块化，降低在线气体分析系统的应用成本、维护费用和人力资源，采用多传感器任意组合，模块化的形式，可对多种气体同时进行测量，实现多点监测、分布管理、远程控制的在线气体监测分析，配置灵活方便。

本实用新型采用了这样的技术方案：一种模块化的多组分分布式在线气体分析仪，包括有机箱、键盘、显示器和由气体分析传感器、前置放大器、微信号放大器、数据处理部件组成的气体分析单元，其特征是设有一个中央控制单元、至少两个气体分析单元、总线电缆，中央控制单元设有总线控制和传输器，中央控制单元的机箱上设有与总线控制和传输器连接的总线连接器终端，每个气体分析单元的机箱上设有与该气体分析单元的输出端连接的总线连接器，中央控制单元机箱上的总线连接器终端经总线电缆与每个气体分析单元机箱上的总线连接器连接，前述键盘和显示器设于中央控制单元机箱上，键盘和显示器分别与中央控制单元的键盘接口和显示器接口连接，每个气体分析单元的机箱上设有进气口和出气口，进气口和出气口分别与气体分析单元的气体分析传感器的气体进出端连接。

本实用新型提供的模块化的多组分分布式在线气体分析仪，由一个中央控制单元和至少两个气体分析单元机箱、总线电缆连接组成，气体分析单元包括气体分析传感器、前置放大器、微信号放大器、数据处理部件；气体分析单元可按检测气体样本的多少按需插接，通过总线电缆与中央控制单元连接，样本气体通过进气口进入气体分析单元，给气体分析单元的气体分析传感器提供测试样气，该样气通过气体分析传感器监测转化为电物理量，经过前置放大器初步放大和消除干扰，再经过传感器信号放大电路二次放大达到数据处理部件所需的电物理量范围内，经数据处理部件处理后将数字信号转化为可用于总线传输的信号，通过总线连接器发送到总线电缆上，由中央控制单元机箱上的总线连接器终端，传送至中央控制单元上的总线控制和传输器，经中央控制单元处理后得到具体的气体浓度值，由显示器显示以供在线监测；通过键盘的按键操作控制相应的参数和设置。

本实用新型采用分布式结构，通过多种传感器在线监测气体浓度。该装置可广泛用于电力、环保、石油、化工、冶金、垃圾焚烧等工业部门。本实用新型具有如下的技术效果：

1、可同时检查多种气体，只需添加或删除硬件模块，即插即用，系统自动识别气体分析单元。

2、分布式的结构模式，集中的管理方式，可同时监测不同环境的工业测试点，更良好的应用性。

3、在线的实时监测，多点远距离的集中管理，距离在350米以内。

4、适应各种工业环境，可连续24小时运行。

5、良好的开放性，可于各种系统组网。

6、附加远距离无线通讯模块，可远距离控制和监测、及维护。

7、附加自动校准模块，可定期的自动维护和校准。

8、通用的组件构成，使得更低的运行成本。

附图说明

本实用新型有如下附图：

图1为本实用新型模块化的多组分分布式在线气体分析仪结构方框图。

图2为中央控制单元和一个分析模块组成的基本单元结构示意图。

图3为两个分析模块组成的基本单元结构示意图。

图4为图1的安装使用状态图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的实施方案。如图1-图4所示，一种模块化的多组分分布式在线气体分析仪，包括有机箱、键盘1、显示器2和由气体分析传感器8、前置放大器9、微信号放大器10、数据处理部件11组成的气体分析单元B，设有一个中央控制单元4、至少两个气体分析单元B、总线电缆15，中央控制单元4设有总线控制和传输器6，中央控制单元4的机箱上设有与总线控制和传输器6连接的总线连接器终端7，每个气体分析单元B的机箱上设有与该气体分析单元B的输出端连接的总线连接器12，中央控制单元4机箱上的总线连接器终端7经总线电缆15与每个气体分析单元B机箱上的总线连接器12连接，前述键盘1和显示器2设于中央控制单元4机箱上，键盘1和显示器2分别与中央控制单元4的键盘接口和显示器接口连接，每个气体分析单元B的机箱上设有进气口13和出气口14，进气口13和出气口14分别与气体分析单元B的气体分析传感器8的气体进出端连接。前述的中央控制单元4包括有中央处理器5、总线控制和传输器6、RS485传输接口16、RS232传输接口17、SD卡接口18、网络传输接口19及电源接口20，中央处理器的各相应输入、输出端分别与相对的总线控制和传输器6、RS485传输接口16、RS232传输接口17、SD卡接口18、网络传输接口19及电源接口20连接，经RS485传输接口和RS232传输接口分别与上位控制系统和上位计算机连接，通过SD卡接口和网络传输接口进行数据的存储和传输。

在附图所示的实施方案中，如图2所示，前述的中央控制单元4和一个气体分析单元B并列设置于一个机箱内，并与前述的分别与中央控制单元4的键盘接口和显示器接口连接的键盘1和显示器2构成一个基本单元，中央控制单元4还设有开关电源3，在相对中央控制单元一侧的机箱上设置总线连接器终端7，在相对气体分析单元B一侧的机箱上设置总线连接器12、进气口13和出气口14。工业样本气体通过进气口13给气体分析单元B中的气体分析传感器8提供测试样气，气体分析传感器8分析以后的废气通过出气口14排到外界。由气体分析传感器8得到的电信号量通过前置放大器9初步放大和处理，再供给微信号放大电路10经过多级放大和滤波使其在数据处理部件11所需的电压范围内，经过数据处理部件11处理，使得信号量转化为总线所需的电信号量，并通过总线连接器12发送到总线电缆15上，由总线连接器终端7传送至中央控制单元4上的总线控制和传输器6，经过处理供给中央处理器5，中央处理器经过分析所得到的总线信号，并解包总线数据帧，得到具体的气体浓度值，然后由彩色大屏幕显示器件2显示，以供在线监测；通过薄膜矩阵键盘1的按键操作来控制相应的参数和设置。中央控制单元4和气体分析传感器8、前置放大器9、微信号放大电路10、数据处理部件11的所需电源由开关电源3统一提供。如图3所示，前述的气体分析单元B每两个并列设置于一个机箱内构成一个基本单元，在该基本单元内还设有开关电源3，在相对每个气体分析单元B一侧的机箱上分别设置总线连接器12、进气口13和出气口14。本基本单元内的气体分析单元通过进气口输入各自的被分析样本气体，只分析样本气体的浓度，通过总线连接器12发送到总线电缆15上，以供给中央控制单元4显示浓度值和操作。

图4给出了模块化的多组分分布式在线气体分析仪安装使用状态图：它以N个基本分析单元和一个中央控制单元4为例，选用N个基本分析单元B1-BN分别在线监测N个工业现场的气体浓度，分别接于电源线L/N/G上，N个基本分析单元和一个中央控制单元4通过总线电缆15连接构成一个分布式的多组分的在线气体分析仪。中央控制单元4通过总线电缆15对N个基本分析单元进行功能操作，对现场的气体浓度进行在线监测。总线电缆15在保证基本的通讯速率的基础上可以达到350米的超长距离，使得一台中央控制单元4可以在线监测多处的气体浓度和相应的功能操作，中央控制单元4也可放置在工业控制中心处，每个基本分析单元可以即插即用，大大节省了升级和维护费用，方便了工业现场的管理。

Claims (3)

1、一种模块化的多组分分布式在线气体分析仪，包括有机箱、键盘(1)、显示器(2)和由气体分析传感器(8)、前置放大器(9)、微信号放大器(10)、数据处理部件(11)组成的气体分析单元(B)，其特征是设有一个中央控制单元(4)、至少两个气体分析单元(B)、总线电缆(15)，中央控制单元(4)设有总线控制和传输器(6)，中央控制单元(4)的机箱上设有与总线控制和传输器(6)连接的总线连接器终端(7)，每个气体分析单元(B)的机箱上设有与该气体分析单元(B)的输出端连接的总线连接器(12)，中央控制单元(4)机箱上的总线连接器终端(7)经总线电缆(15)与每个气体分析单元(B)机箱上的总线连接器(12)连接，前述键盘(1)和显示器(2)设于中央控制单元(4)机箱上，键盘(1)和显示器(2)分别与中央控制单元(4)的键盘接口和显示器接口连接，每个气体分析单元(B)的机箱上设有进气口(13)和出气口(14)，进气口(13)和出气口(14)分别与气体分析单元(B)的气体分析传感器(8)的气体进出端连接。

2、按权利要求1所述的模块化的多组分分布式在线气体分析仪，其特征是前述的中央控制单元(4)和一个气体分析单元(B)并列设置于一个机箱内，并与前述的分别与中央控制单元(4)的键盘接口和显示器接口连接的键盘(1)和显示器(2)构成一个基本单元，中央控制单元(4)还设有开关电源(3)，在相对中央控制单元一侧的机箱上设置总线连接器终端(7)，在相对气体分析单元(B)一侧的机箱上设置总线连接器(12)、进气口(13)和出气口(14)。

3、按权利要求1所述的模块化的多组分分布式在线气体分析仪，其特征是前述的气体分析单元(B)每两个并列设置于一个机箱内构成一个基本单元，在该基本单元内还设有开关电源(3)，在相对每个气体分析单元(B)一侧的机箱上分别设置总线连接器(12)、进气口(13)和出气口(14)。

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