CN205719955U - 非甲烷总烃的连续监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种非甲烷总烃的连续监测装置，所述连续监测装置包括FID检测器；进一步包括：光源，所述光源用于发出测量光，所述测量光的波长覆盖甲烷的吸收光谱谱线；检测池，所述检测池用于容纳待测气体；探测器，所述探测器用于将穿过所述检测池内待测气体的测量光转换为电信号，并传送到计算模块；计算模块，所述计算模块用于利用吸收光谱技术处理所述电信号而得出待测气体中甲烷含量，并根据所述FID检测器输出的总烃含量而获知待测气体中非甲烷总烃的含量。本实用新型具有实时、连续监测非甲烷总烃等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体分析，特别涉及非甲烷总烃的连续监测装置。
背景技术
目前的非甲烷总烃分析仪均为气相色谱法原理的间断性测量方式。具体为利用色谱分离技术将被测气体中的甲烷分离出来采用氢火焰离子化检测器(FID)单独进行检测，同时再对被测气体中的总烃采用FID检测器检测，然后总烃浓度减去甲烷浓度后得出非甲烷总烃浓度值。由于采用色谱柱对被测气体进行分离，而色谱柱每次分离过后均要进行惰性气体反吹已准备下一次测量，所以导致该方式测量只能为间断性检测，分析效率较低(一般为1至2分钟检测一次)。
目前，基于DLAS(Diode Laser Absorption Spectroscopy)技术的激光光谱气体分析装置广泛应用在气体测量中，如钢铁、水泥、化工、环保等领域中过程气体的浓度测量。
DLAS技术的基本原理为：调谐测量光的波长，使其对应到待测气体的吸收谱线；测量光穿过待测气体并被接收，得到测量光在所述吸收谱线处的吸收，利用比尔-朗伯定律得到待测气体的浓度等参数。DLAS技术具有诸多优点，如：响应时间很短，可以达到毫秒级，可以实现连续测量；测量下限低，可用于测量浓度为ppb级的气体；测量精度高。
在DLAS技术中，待测气体吸收谱线的选择对于测量至关重要，直接影响到测量的重要指标：测量精度。
目前，在应用DLAS技术测量甲烷中，如大气中甲烷的遥测中，选择甲烷的吸收光谱谱线的中心波长为1.653μm，可参见CN1204391C。
在非甲烷总烃的监测中，待测气体中存在较多背景气体，如丙烷、乙烯、 乙醇、甲醇、丙酮、芳香烃类物质等等。
倘若仍然使用所述基于DLAS技术的激光光谱气体分析装置，并利用所述吸收谱线分别去测量非甲烷总烃发的含量，就会存在诸多技术难点，如：
1.气体间的干扰。在1670～1675nm波长范围内部分有机气体(如甲醇)的吸收谱线处，严重干扰了甲烷的测量，大大降低了甲烷浓度的测量精度。
2.进样流量控制是技术难点，由于绝大部分情况下被测气体中甲烷浓度都很小(＜10ppm)因而对于激光模块的进样流量控制要求非常严苛，进样流量会直接导致测量池内部气体压力的波动，从而导致被测气体浓度数值的波动。
3.FID检测器对于进样流量的控制也有严苛的要求，否则也会造成氢火焰不稳定从而导致总烃检测的浓度数据不准确。
基于上述技术难点的存在，常规的基于DLAS技术的激光光谱气体分析装置还没能应用在非甲烷总烃的监测中。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供了一种实时、连续监测非甲烷总烃的装置。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种非甲烷总烃的连续监测装置，所述连续监测装置包括FID检测器；所述连续监测装置进一步包括：
光源，所述光源用于发出测量光，所述测量光的波长覆盖甲烷的吸收光谱谱线；
检测池，所述检测池用于容纳待测气体；
探测器，所述探测器用于将穿过所述检测池内待测气体的测量光转换为电信号，并传送到计算模块；
计算模块，所述计算模块用于利用吸收光谱技术处理所述电信号而得出待测气体中甲烷含量，并根据所述FID检测器输出的总烃含量而获知待测气体中非甲烷总烃的含量。
根据上述的连续监测装置，优选地，所述检测池为怀特池。
根据上述的连续监测装置，优选地，所述甲烷的吸收光谱谱线对应的波长为1573.7nm或1684.0nm。
根据上述的连续监测装置，优选地，所述光源是激光器。
根据上述的连续监测装置，可选地，所述连续监测装置进一步包括：
流量控制模块，所述流量控制模块设置在所述FID检测器和/或检测池上游的气体管路上。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
本实用新型克服了DLAS技术应用在非甲烷总烃连续监测中时遇到的所有技术难点，如吸收率、各种气体的吸收谱线间的干扰、流量控制等问题，创造性地将DLAS技术应用于非甲烷总烃的连续监测中，实现了：
1.可准确、快速、连续监测非甲烷总烃含量；
通入所述检测池的待测气体的流量被控制在4.99-5.01l/min，既能保证测量池的响应速度很快，同时测量精度可以达到满量程的±1％以内；
2.甲烷的吸收谱线的恰当选择，提高了测量的灵敏度和精度。
附图说明
参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本实用新型实施例1的非甲烷总烃的连续监测装置的基本结构图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在 本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本实用新型实施例1的非甲烷总烃的连续监测装置的基本结构图，如图1所示，所述连续监测装置包括：
光源，如激光器，所述光源用于发出测量光，所述测量光的波长覆盖甲烷的吸收光谱谱线，如1573.7nm或1684.0nm；
检测池，如多次反射式检测池，所述检测池用于容纳待测气体；
探测器，所述探测器用于将穿过所述检测池内待测气体的被甲烷选择性吸收而衰减后的测量光转换为电信号，并传送到计算模块；
FID检测器，所述FID检测器用于检测待测气体中的总烃含量，具体结构和工作方式是本领域的现有技术，在此不再赘述；
计算模块，所述计算模块用于利用吸收光谱技术处理所述电信号而得出待测气体中甲烷含量，并根据所述FID检测器输出的总烃含量而获知待测气体中非甲烷总烃的含量；
泵，所述泵用于将待测气体分别送入所述FID检测器、检测池。
为了提高非甲烷总烃的检测精度，进一步地，所述连续监测装置进一步包括：
流量控制模块，所述流量控制模块设置在所述FID检测器和/或检测池上游的气体管路上。
上述的连续监测装置的工作方法，所述工作方法包括如下步骤：
(A1)FID检测器实时检测待测气体中的总烃含量
光源发出的测量光射入检测池内，被待测气体中甲烷吸收而衰减的测量光被探测器接收，输出的电信号送计算模块；
(A2)计算模块利用吸收光谱技术处理所述电信号而得出待测气体中甲烷含量，并根据所述FID检测器输出的总烃含量而连续地获知待测气体中非甲烷总烃的含量。
为了提高非甲烷总烃的检测精度，进一步地，通入所述FID检测器的待测气体的流量被控制在49.9-50.1ml/min。
为了提高非甲烷总烃的检测精度，进一步地，通入所述检测池的待测气体的流量被控制在4.99-5.01l/min。
实施例2：
根据本实用新型实施例1的连续监测装置及其工作方法的应用例。
在应用例中，光源采用半导体激光器，采用波长调制技术，使得发出的测量光的波长覆盖甲烷的吸收谱线1573.7nm或1684.0nm；检测池采用怀特池；待测气体经过流量控制后进入所述检测池，具体流量如5l/min，控制精度需达到±10ml/min；待测气体经过流量控制后直接进入FID检测器，具体流量如50ml/min，控制精度需达到±0.1ml/min；采用二个抽气泵，分别将待测气体送入所述FID检测器、检测池。
上述连续监测装置的工作方法为：
(A1)经过流量控制后的待测气体分别被送入FID检测器、检测池；
FID检测器实时检测待测气体中的总烃含量，输出信号传送到计算模块；
光源发出的测量光射入检测池内，被待测气体中甲烷吸收而衰减的测量光被探测器接收，输出的电信号送计算模块；
(A2)计算模块利用吸收光谱技术处理所述电信号而得出待测气体中甲烷含量，并根据所述FID检测器输出的总烃含量而连续地获知待测气体中非甲烷总烃的含量。
Claims (5)
1.一种非甲烷总烃的连续监测装置，所述连续监测装置包括FID检测器；其特征在于：所述连续监测装置进一步包括：
光源，所述光源用于发出测量光，所述测量光的波长覆盖甲烷的吸收光谱谱线；
检测池，所述检测池用于容纳待测气体；
探测器，所述探测器用于将穿过所述检测池内待测气体的测量光转换为电信号，并传送到计算模块；
计算模块，所述计算模块用于利用吸收光谱技术处理所述电信号而得出待测气体中甲烷含量，并根据所述FID检测器输出的总烃含量而获知待测气体中非甲烷总烃的含量。
2.根据权利要求1所述的连续监测装置，其特征在于：所述检测池光路系统为怀特池光路系统。
3.根据权利要求2所述的连续监测装置，其特征在于：所述甲烷的吸收光谱谱线对应的波长为1573.7nm或1684.0nm。
4.根据权利要求1所述的连续监测装置，其特征在于：所述光源是激光器。
5.根据权利要求1所述的连续监测装置，其特征在于：所述连续监测装置进一步包括：
流量控制模块，所述流量控制模块设置在所述FID检测器和/或检测池上游的气体管路上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620286531.6U CN205719955U (zh) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | 非甲烷总烃的连续监测装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201620286531.6U CN205719955U (zh) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | 非甲烷总烃的连续监测装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN205719955U true CN205719955U (zh) | 2016-11-23 |
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ID=57309225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620286531.6U Withdrawn - After Issue CN205719955U (zh) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | 非甲烷总烃的连续监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205719955U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105717065A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-06-29 | 南京波腾科技工程有限公司 | 非甲烷总烃的连续监测装置及其工作方法 |
| CN110411973A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-05 | 中国科学院大学 | 一种检测气体中非甲烷总烃浓度的方法 |
| CN114460041A (zh) * | 2022-01-30 | 2022-05-10 | 中国计量科学研究院 | 天然气中烷烃含量的检测方法和装置 |
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2016
- 2016-04-07 CN CN201620286531.6U patent/CN205719955U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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