CN202693462U - 一种用于流程工业气体浓度的在线检测装置 - Google Patents

一种用于流程工业气体浓度的在线检测装置 Download PDF

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崔建民
孙林
黄媛媛
王涛
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Abstract

本实用新型公开了一种用于流程工业气体浓度的在线检测装置。包括电源模块、检测模块、放大滤波电路、传感器模块、信号接线盒、数据采集卡和计算机，检测模块的一端直接连接在测量点抽取样气进行测量，另一端通过放大滤波电路与信号接线盒连接，信号接线盒与数据采集卡连接，数据采集卡与计算机连接，传感器模块也是通过信号接线盒连接到数据采集卡。本实用新型装置直接安装在测量点抽样测量，可在线检测到ppm级浓度，响应时间快、测量精度高，且所应用的基于LabVIEW软件开发的气体浓度在线检测软件采用的是多线程技术，能并行运行多个独立任务，提高了装置的利用率和执行速度，实现工业流程气体的在线检测、数据存储和分析。

Description

一种用于流程工业气体浓度的在线检测装置
技术领域
本实用新型属于数字检测和信息技术领域，特别涉及一种用于流程工业气体浓度的在线检测装置。
背景技术
目前国内外的流程工业排污废气检测主要是在火电厂、垃圾焚烧厂、钢铁石化燃烧锅炉的各类过程烟道上对SO2、NOX、NH3、HCl、HF、H2S等气体进行在线检测。传统的过程分析检测装置存在着测量准确性差，取样预处理系统复杂、测量时间长、可靠性差等缺点。传统的流程工业气体浓度在线检测装置需要具备可靠的硬件支持、丰富的接口资源、强大的信号处理和数学分析能力和及时的信息共享等条件，要同时实现这些功能，需较多不同领域的专业技术人员，开发周期长，成本高。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有操作简单、可靠性高和功能易扩展等特点的用于流程工业气体浓度的在线检测装置。本实用新型可以对流程工业中氮硫气体、CO、CO2、O2、HCl、HF、NH3等气体的参数进行实时监测、存储、分析，并且所测数据通过网络传输到各子工作站，实现信息共享。
本实用新型是这样实现的：一种用于流程工业气体浓度的在线检测装置，包括电源模块、检测模块、放大滤波电路、传感器模块、信号接线盒、数据采集卡和计算机；检测模块的一端直接连接在测量点，检测模块的另一端通过放大滤波电路与信号接线盒连接，信号接线盒与数据采集卡连接，数据采集卡与计算机连接，传感器模块也是通过信号接线盒连接到数据采集卡。
所述检测模块包括光发射单元和光接收单元，其中光发射单元包括光源室和会聚透镜，光接收单元包括反射镜、聚光透镜、单色仪或滤光片和光电探测器。
所述传感器模块包括气体传感器、温度传感器、压强传感器、湿度传感器和流速传感器，其中气体传感器安装在被测气体通道内且可以根据不同的检测需求进行选择，温度传感器、压强传感器、湿度传感器和流速传感器均安装在进气阀入口处。
所述数据采集卡，为基于PCI总线32路模拟输入通道，4路模拟输出通道，48路TTL/CMOS电平的数字I/O端口的高速采集卡，其采用了16bit高速A/D转换，采样率最高可达2.8MS/s，数字时钟达10MHz。
所述计算机上安装基于LabVIEW软件开发的气体浓度在线检测软件。
本实用新型的有益效果是:
(1)本实用新型的检测模块的一端直接安装在测量点抽取样气并直接高温测量，可显著提高测量精度、有效缩短响应时间，同时无需伴热管线和分析小屋，有效降低成本；
(2)采用气体分子吸收光谱技术，可在线检测到ppm级浓度，响应时间快；
(3)采用的PCI总线的数据采集卡，可以实现多路信号同时采集，支持模拟、数字输入输出接口；
(4) 计算机上安装的基于LabVIEW软件开发的气体浓度在线检测软件能根据实际情况配置数据采集卡接口资源，并且采用其多线程技术，将多个独立的任务并行运行，提高了装置的利用率和执行速度，实现工业流程气体的在线检测、数据存储和分析等功能。
附图说明
图1为本实用新型装置的模块连接示意图。
图2为本实用新型实施例工作原理示意图；
图中标记：1-过程气体；2-温度传感器、压强传感器、湿度传感器和流速传感器所在位置；3-进气阀；4-出气阀；5-反射镜；6-发射接收单元；7-被测气体通道；8-数据采集卡；9- PCI总线；10-计算机；11-打印机；12-因特网；13-交换机；14-远程监测工作站。
具体实施方式
实施例：
一种用于流程工业气体浓度的在线检测装置，包括电源模块、检测模块、放大滤波电路、传感器模块、信号接线盒、数据采集卡和计算机；检测模块的一端直接连接在测量点抽取样气进行测量，检测模块的另一端通过放大滤波电路与信号接线盒连接，信号接线盒与数据采集卡连接，数据采集卡与计算机连接，传感器模块也是通过信号接线盒连接到数据采集卡。
所述检测模块包括光发射单元和光接收单元，其中光发射单元包括光源室和会聚透镜，光接收单元包括反射镜、聚光透镜、单色仪或滤光片和光电探测器。
所述传感器模块包括气体传感器、温度传感器、压强传感器、湿度传感器和流速传感器，其中气体传感器包括半导体式乙醇气体传感器和电化学式氧气传感器，它们的输出信号为4-20mA电流信号，需接入数据采集卡4-20mA电流信号专用端口。温度传感器、压强传感器、湿度传感器和流速传感器均安装在进气阀入口处。
所述数据采集卡，为基于PCI总线32路模拟输入通道，4路模拟输出通道，48路TTL/CMOS电平的数字I/O端口的高速采集卡，其采用了16bit高速A/D转换，采样率最高可达2.8MS/s，数字时钟达10MHz。
所述计算机上安装基于LabVIEW软件开发的气体浓度在线检测软件。
本实施例的工作原理：一部分过程气体1直接被温度传感器、压强传感器、湿度传感器和流速传感器所在位置2的传感器检测，直接输送数据至数据采集卡8，另一部分过程气体1通过进气阀3进入检测模块成为被测气体，从发射接收单元6的光源室发出的光经过会聚透镜形成一束平行光，穿过被测气体通道7，射出的光经反射镜5反射再次经过被测气体通道，然后被发射接收单元6的光电探测器接收，光电探测器把接收的光信号转化成电信号，经放大滤波电路处理后通过信号接线盒送入数据采集卡8，采集的数据通过PCI总线9输送到计算机10，经过计算机10上基于LabVIEW软件开发的气体浓度在线检测软件分析，得到被测气体的浓度、温度、压强、湿度、流速等参数值，检测完的被测气体经出气阀4重新与过程气体1汇合，实现过程气体1各种参数值的动态实时监测、存储和分析，并且将所测数据通过因特网12和交换机13输到各远程监测工作站14，实现信息共享。图2为本实施例工作原理示意图。

Claims (1)

1. 一种用于流程工业气体浓度的在线检测装置，包括电源模块、检测模块、放大滤波电路、传感器模块、信号接线盒、数据采集卡和计算机，其特征在于检测模块的一端直接连接在测量点，检测模块的另一端通过放大滤波电路与信号接线盒连接，信号接线盒与数据采集卡连接，数据采集卡与计算机连接，传感器模块也是通过信号接线盒连接到数据采集卡；
所述检测模块包括光发射单元和光接收单元，其中光发射单元包括光源室和会聚透镜，光接收单元包括反射镜、聚光透镜、单色仪或滤光片和光电探测器；
所述传感器模块包括气体传感器、温度传感器、压强传感器、湿度传感器和流速传感器，其中气体传感器安装在被测气体通道内，温度传感器、压强传感器、湿度传感器和流速传感器均安装在进气阀入口处；
所述数据采集卡，为基于PCI总线32路模拟输入通道，4路模拟输出通道，48路TTL/CMOS电平的数字I/O端口的高速采集卡，采用16bit高速A/D转换；
所述计算机上安装基于LabVIEW软件开发的气体浓度在线检测软件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104297435A (zh) * 2014-10-29 2015-01-21 安徽淮化股份有限公司 一种合成气制乙二醇的工业生产在线检测系统
CN106226259A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 上海舵杰汽车检测仪器有限公司 一种恒定式激光尾气联物联网检测仪

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