CN2151460Y

CN2151460Y - 全自动奥氏气体分析仪

Info

Publication number: CN2151460Y
Application number: CN 93207970
Authority: CN
Inventors: 彭万旺; 李冲; 张建敏; 陈庆; 刘学智; 刘玉华
Original assignee: BEIJING COAL CHEMISTRY INST COAL SCIENCES GENERAL INST
Current assignee: BEIJING COAL CHEMISTRY INST COAL SCIENCES GENERAL INST
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1993-12-29
Anticipated expiration: 2003-04-02

Abstract

一种全自动奥氏气体分析仪在原奥氏气体分析仪上增加了高位液槽、低位液槽、输液泵、电磁阀门、触点、管道、差压变速器等。计量瓶、吸收瓶上分别设有触点；高位液槽、低位液槽等设置在计量瓶旁；在测量计量瓶内混合气体中某一气体组分而需将计量瓶、吸收瓶内液体相互转换时，计量瓶、吸收瓶上的触点给中央处理器发信号，通过中央处理器发指令可控制液体的转换并通过差压变速器准确测量待测气体的体积，测出待测气体的百分比。

Description

一种全自动奥氏气体分析仪，用于气体含量的分析，属于物理大类中仪器分类。

奥氏气体分析法是以化学吸收原理为基础对混合气体进行分析的分析方法之一，它作为较为经典的分析方法，有其准确、方便、价廉、结构简单、易维修、对使用场所及周围环境要求不高等特点，因而得到普遍应用，如实验室、煤气厂站、化肥厂、烟气检测等场合。奥氏气体分析仪虽具备上述优点，但是也存在着缺点，如劳动强度高，操作过程重复动作频繁、单调枯燥，操作周期长，测量时人为因素大。

本实用新型的目的就是提供一种在保留原奥氏气体分析仪的优点的基础上，可使测量、分析全部自动化并消除奥氏气体分析仪上述缺点的全自动奥氏气体分析仪。

奥氏气体分析仪是针对两种或两种以上的混合气体进行定量分析的仪器，它主要由一个计量瓶、若干个吸收瓶、瓶颈阀、储液瓶及它们之间的连接管道等组成。在对两种以上的混合气体进行定量分析时，要根据气体及吸收液的特性，按一定程序进行分析，有些气体要进行多次吸收达到吸收终点时才能测定其含量。对于一些有腐蚀性的吸收液，操作时要非常小心，不能让液体溢出瓶外，防止造成除测量精度以外的其它损失。根据以上特点，本实用新型均采取相应的方案。本实用新型是如下实现的：全自动奥氏气体分析仪在原奥氏气体分析仪上增加了高位液槽、低位液槽、输液泵、电磁阀门、管道、两个差压变速器。其中：位于计量瓶上方的高位液槽通过管道、并联的两个流量不同的电磁阀门（两者统称上流阀）、管道与计量瓶上部相通，低位槽位于计量瓶的下方，通过管道、并联的两个流量不同电磁阀门（两者统称下流阀）、管道与计量瓶下部相通，低位槽经输液泵、管道与高位槽相通，在计量瓶上部设有两个高、低不同的液面触点，触点通过电路控制电磁阀门的开、关；差压变速器设在计量瓶旁，其上两个取样管分别设在计量瓶上、下两端，另一个差压变速器置于计量瓶上部，其取样管与计量瓶上部相通；若干个吸收瓶的瓶颈部分别设有高、低不同的两个触点；

在具体使用时，位于计量瓶上部的两个高、低触点通过电路控制上流阀的开、关，位于吸收瓶的瓶颈部两个触点通过电路控制下流阀的开、关。在需从计量瓶内待测气体向某一吸收瓶灌入气体时，打开该吸收瓶的瓶颈阀，然后由CPU（中央处理器）电路控制，关闭上流阀中流量小的阀门（S_上小），打开上流阀中流量大的阀门（S_上大），此时，下流阀处于关闭状态。高位液槽内液体向计量瓶内注入液体，由于上流阀打开的是S_上大，因此流量较快，当计量瓶内液面到达相对低的触点时，触点给CPU发出信号，CPU则发出指令，S_上大关闭，S_上小打开，使液体流量减小，缓流。这是为了防止液体流量大而发生溢出。当计量瓶内液面到达上部触点（即瓶口触点）时，触点给CPU发出信号，CPU则发出指令，S_上小关闭，此时可认为计量瓶内待测气体全部进入到吸收瓶，在吸收瓶反应完后，通过CPU打开下流阀。下流阀根据流量的大、小，分为S_下大、S_下小。首先下流阀打开的是S_下大，计量瓶内液体迅速流到低位液槽内并在瓶上方形成负压，气体从吸收瓶内流回计量瓶，当吸收瓶内液面到达上部相对低的触点时，触点给CPU发出信号，CPU则发出指令，S_下大关闭，S_上小打开，使液体流量缓流，当吸收瓶内液面到达上触点（即瓶颈口）时，触点给CPU发出信号，CPU则发出指令，S_下小关闭，此时可认为吸收瓶内气体全部返回到计量瓶内，这样就完成了一次回收，回收后进行气体定量。在本实用新型中，可在高位液槽内设置高、低不同位置的两个触点H_上1、H_上2；在低位液槽内设置高、低不同位置的两个触点H_下1、H_下2；当高位液槽内液面低于某一高度H_上1时，H_上1触点给CPU发出信号，CPU则发出指令，输液泵起动，将低位液槽内液体送到高位液槽直到液面达到H_上2，H_上2触点给CPU发出信号，CPU则发出指令，输液泵关闭。当低位液槽的液面低于某一高度（H_下1）时，H_下1触点给CPU发出信号，CPU则发出指令，要求外部对系统补充液体，低位液槽液面到达H_下2时，H_下2触点给CPU发出信号，CPU则发出指令，外部补充结束。

在上述步骤进行完毕后，就要进行在压力平衡条件下的读数以及吸收终点的识别，具体实施过程是这样的：两台高精度差压变速器，其中之一是测取计量瓶的上端与底端的压差，这压差实际上就是计量瓶的液位高度值，通过计量瓶的圆截面积换算成液体的容积值，同时也就知上方气体的体积值，因此，此压差变速器（1号压差变速器）直接影响仪器的最终结果的精度。如上所述，1号压差变速器所显示的液位为绝对液位值，与上方压力大、小无关，而这样测得气体的体积与当时压力条件有关（认为温度恒定），这就使气体体积没有可比性或者说使气体的体积值复杂化了。为此设置2号压差变速器和压力平衡系统，它的任务是测取计量瓶上方与大气的压差值，实际上是测计量瓶上方的压力，给气体体积定量。当气体全被送回到计量瓶内后，关闭瓶颈阀，2号压差变速器测取上方压力与大气压力差△P，如△P为正，则气体为正压，打开下流阀，释放液体，随气体体积空间的加大，压力下降，△P下降，直至△P＝0时，下流阀关闭，此时计量瓶内压力与大气压力相等，从1号压差变速器可取得液位值，也就是气体体积值。如初始△P为负，则打开上流阀，调节△P，直至△P＝0，变可得知气体体积值了。这种气体体积值是在恒温恒压条件下进行的，因此是可比的，可进行运算。

对某一组分吸收终点的判断，则是在这一组分吸收过程中要进行多次吸收，每一次吸收后可读得残留气体的体积，将本次体积与上次记忆中气体体积值进行比较，如其差值大于某一数值，则需继续进行下一次吸收，直至差值为零或小于某一数值。最后一次所取得的气体体积值为运算用数值，而某一数值取决于本系统的误差值。以上各个数值的比较都由CPU来完成。

应用本实用新型，可使测量混合气体中某一气体的百分比全部自动化，减轻人的劳动强度及单调枯燥的工作过程。整个仪器分析时间紧凑，操作周期短，由于排除了人为因素，因而精度高；本实用新型对周围环境要求不高，可适合条件差的地方使用应用范围广。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型主视图：

其中：1、步进电机；2、滑轮；3、吸收瓶；4、光电检测器；5、2号差压变速器；6、高位液槽；7、计量瓶；8、电路控制柜；9、低位液槽；10、输液泵；11、1号差压变速器；T₁、计量瓶上触点；T₂、计量瓶下触点；T₅、吸收瓶上触点；T₆、吸收瓶下触点；S、电磁阀门；

图2为本实用新型电路图：

其中框图中：D，步进电机；A，按键；X，显示字符；M，模拟开关；SJ，数据存储器；C，程序存储器；GP16，打印机；Z，总线驱动器；P_1.0～P_1.4，上、下水电磁阀；P_1.5，报警；INT1，水位下限报警；INT0，强制停止键；CA，差压变速器；

如图1所示，本实用新型是在原有奥氏气体分析仪上增加高位液槽、低位液槽、输液泵、电磁阀门、管道、差压变速器等附件而成，计量瓶（T₁、T₂）、吸收瓶（T₅、T₆）上部均有两个触点，且通过CPU来控制上流阀、下流阀的开、闭，从而完成计量瓶、吸收瓶之间气体的转换，而两个差压变速器则通过对计量瓶内气体、液体压力的测量，可使气体体积处于可比状态，整个测量过程由单片机进行控制与数据处理，通过调整软件可适合不同情况的要求。在本实用新型前述中，吸收瓶液面的控制是通过触点来实现的，但有些吸收液为化学药品，可用触点法。作为备用方案，可对吸收瓶采用光－电法，这主要是吸收液通常是深色液体，对光透射率有一定的限度，通过光－电可检测出液体液位，其具体方案是：可在若干个并列的吸收瓶一侧设置两个光电检测器，两个光电检测器上、下设置高度位于吸收瓶的瓶颈部，光电检测器可靠步进电机带动在并列的吸收瓶的一侧移动；这两个光电检测器相当于吸收瓶上两个触点，吸收瓶内液位分别到达上、下光电检测器位置时，上、下光电检测器分别给CPU发出信号，CPU则发出指令，使S_下、S_上关或开。在计量瓶的下部可设置T₃、T₄两个高、低不同的触点，T₃是为最大取样量，T₄为放慢取样速度，计量瓶内液面到达T₃、T₄时，T₃、T₄通过CPU来控制下流阀的关、开。因此全自动奥氏气体分析仪可具备自动取样的功能。本仪器还具备检测功能，其方案是：先从计量瓶开始，通过开下流阀，使计量瓶内形成负压，跟踪△P值，在一定时间内，如稳定，则不漏。如漏气，则报警，以便检修。计量瓶与其它吸收瓶相连，通过跟踪压差值变化来达到检漏的目的。本仪器还可通过CPU控制，实现在生产线上的分析。

Claims

1、一种全自动奥氏气体分析仪，主要由一个计量瓶、若干个吸收瓶、瓶颈阀及它们之间的连接管道等组成；全自动奥氏气体分析仪其特征在于：在原奥氏气体分析仪上增加了高位液槽、低位液槽、输液泵、电磁阀门、管道、差压变速器。其中：位于计量瓶上方的高位液槽通过管道、并联的两个流量不同的电磁阀门、管道与计量瓶上部相通，低位槽位于计量瓶的下方，通过管道、并联的两个流量不同电磁阀门、管道与计量瓶下部相通，低位槽经输液泵、管道与高位槽相通，在计量瓶上部设有两个高、低不同的液面触点；差压变速器设在计量瓶旁，其上两个取样管分别设在计量瓶上、下两端，另一个差压变速器置于计量瓶上部，其取样管与计量瓶上部相通；若干个吸收瓶的瓶颈部分别设有高、低不同的两个触点；

2、根据权利要求1所述全自动奥氏气体分析仪，其特征在于：可在高位液槽内设置高、低不同位置的两个触点H_上1、H_上2；在低位液槽内设置高、低不同位置的两个触点H_下1、H_下2。

3、根据权利要求1所述全自动奥氏气体分析仪，其特征在于：可在若干个并列的吸收瓶一侧设置两个光电检测器，两个光电检测器上、下设置高度位于吸收瓶的瓶颈部，光电检测器可靠步进电机带动在并列的吸收瓶的一侧移动

4、根据权利要求1所述全自动奥氏气体分析仪，其特征在于：在计量瓶的下部可设置T₃、T₄两个高、低不同的触点。