CN216747054U - 一种用于元素分析仪的预稀释气路系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于元素分析仪的预稀释气路系统，包括依次连通的供氧装置、用于燃烧样品的高温燃烧装置和用于检测燃烧气体中元素含量的检测装置；还包括用于稀释待分析气体的第一分支管路，第一分支管路的进气端与供氧装置的出气端连通，第一分支管路的出气端与检测装置的进气端连通。本实用新型具有预稀释功能、能提高检测装置稳定性、进一步提高测试结果的精度。

Description

一种用于元素分析仪的预稀释气路系统

技术领域

本实用新型主要涉及可燃物质中元素含量分析技术领域，特指一种用于元素分析仪的预稀释气路系统。

背景技术

可燃物质中除含有部分矿物杂质和水以外，其余都是有机物质，煤中有机物质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，它们是煤炭科学分类的指标之一，还可以用来计算煤的发热量，估算和预测煤的低温干馏产物，是评价可燃物质量的基本依据，分析可燃物质中元素含量的所有测量仪器总称为元素分析仪。

目前采用的元素分析设备对可燃物质中的元素含量检测分析时，一般都采用红外检测装置，其工作过程是将需要检测的物质经燃烧装置对其进行高温富氧燃烧，然后将高温富氧燃烧后将产生的气体通入红外检测装置中进行检测。当燃烧释放的分析气体待检测元素含量较高时，特别是一般地矿物质中含碳量较高时，碳或硫高温下释放较快，峰值高，由于传感器的测试量程受气室长度的限制，不同的气室长度测试的浓度不同，测试浓度越高按照原理气室长度应该越短，对于待测元素浓度较高时如果不对气体进行预稀释处理，容易超出传感器的量程，需要更换或并联设置气室更短的传感器进行测试，加之现有的检测装置无分流平衡气路，流经传感器的总流量较大时，气流对传感器的冲击较大，容易影响检测装置的稳定和信号采集。

实用新型内容

针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种具有预稀释功能、能提高检测装置稳定性及检测精度的预稀释气路系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于元素分析仪的预稀释气路系统，包括依次连通的供氧装置、用于燃烧样品的高温燃烧装置和用于检测燃烧气体中元素含量的检测装置；还包括用于稀释待分析气体的第一分支管路，所述第一分支管路的进气端与供氧装置的出气端连通，所述第一分支管路的出气端与检测装置的进气端连通。

作为本实用新型的进一步改进：所述检测装置至少包括两个检测传感器，所述检测传感器采用并联设计。

作为本实用新型的进一步改进：所述第一分支管路的出气端与检测传感器进气端的总管路连通。

作为本实用新型的进一步改进：所述第一分支管路的出气端分别与每个检测传感器的进气端的管路连通。

作为本实用新型的进一步改进：所述检测传感器还并联有用于对待分析气体进行分流的分流管。

作为本实用新型的进一步改进：所述高温燃烧装置的出气端和所述检测装置的进气端之间至少设有一个平滑滤波装置，平滑滤波装置用于缓冲及稳定待分析气体的流速。

作为本实用新型的进一步改进：所述平滑滤波装置至少包括一个用于存储待分析气体的储气机构，所述储气机构上设有进气口和出气口，所述进气口和出气口的内径小于所述储气机构的内径。

作为本实用新型的进一步改进：所述储气机构为圆柱状、腰鼓状或球状中任意一种。

作为本实用新型的进一步改进：所述检测装置的出气端串接有抽气装置。

作为本实用新型的进一步改进：所述高温燃烧装置与所述平滑滤波装置之间还设有用于干燥待分析气体的干燥装置和过滤待分析气体中杂质的过滤装置。

作为本实用新型的进一步改进：所述供氧装置与所述高温燃烧装置的进气端之间还包括依次连接的过滤组件、第一控制阀、压力检测装置、第一气体流量调节装置和第一流量显示装置。

作为本实用新型的进一步改进：所述第一分支管路连通所述压力检测装置的出气端和所述检测装置的进气端。

作为本实用新型的进一步改进：所述第一分支管路上还设有第二气体流量调节装置和第二流量显示装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的用于元素分析仪的预稀释气路系统，在待分析气体进入检测装置分析前，根据所需测量元素的范围计算得出需引入的一定流量值的纯氧气，并通过第一分支管路对待分析气体进行预稀释，将待分析气体的浓度稀释到可测量范围内，再送入检测装置中进行分析，通过对待分析气体的预稀释，无需配套不同量程的检测装置就实现更大量程跨度的待测元素分析，可有效降低对检测装置量程的要求。

2、本实用新型的用于元素分析仪的预稀释气路系统，检测装置至少包括两个检测传感器，检测传感器采用并联设计，检测传感器上并联一路分流管对待分析气体进行分流，通过在检测传感器上并联分流管，能确保流经传感器的流量值保持恒定，避免待分析气体流量过大对传感器造成较大的冲击，能进一步提高测试精度。

3、本实用新型的用于元素分析仪的预稀释气路系统，通过在检测装置之前设置平滑滤波装置，平滑滤波装置对待分析气体的浓度进行缓冲释放压力，经稳流后再送入检测装置进行分析，平滑滤波装置能有效起到过滤信号中的毛刺、陡峰的作用，使得检测结果的波形图变得平滑均匀，降低了对检测装置量程范围的要求，提高测试精度。

附图说明

图1是本实用新型在具体实施例一中的结构示意图。

图2是本实用新型的平滑滤波装置在具体实施例一中的立体结构示意图。

图3是本实用新型在具体实施例二中的结构示意图。

图例说明：

1、供氧装置；2、高温燃烧装置；3、检测装置；31、检测传感器；4、第一分支管路；5、分流管；6、平滑滤波装置；61、储气机构；62、进气口；63、出气口；7、抽气装置；8、干燥装置；9、过滤装置；10、过滤组件；11、第一控制阀；12、压力检测装置；13、第一气体流量调节装置；14、第一流量显示装置；15、第二气体流量调节装置；16、第二流量显示装置。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

实施例一

如图1和2所示，本实施例公开了一种用于元素分析仪的预稀释气路系统，包括依次连通的供氧装置1、用于燃烧样品的高温燃烧装置2和用于检测燃烧气体中元素含量的检测装置3；供氧装置1的出气端还设有用于稀释待分析气体的第一分支管路4，第一分支管路4的出气端与检测装置3的进气端连通。

本实施例中，高温燃烧装置2可以为卧式燃烧管、立式燃烧管或者U型燃烧管等。以检测地矿样品中的碳和硫含量为例，首先称量好一定量的样品，将称量好的地矿样品放置在坩埚上并将坩埚送至高温燃烧装置2中进行燃烧，在待分析气体进入检测装置3分析前，根据所需测量元素的范围计算得出需引入的一定流量值的纯氧气，并通过第一分支管路4对待分析气体进行预稀释，将待分析气体的浓度稀释到可测量范围内再送入检测装置3中进行分析，通过对待分析气体的预稀释，无需配套不同量程的检测装置3就实现更大量程跨度的待测元素分析，可有效降低对检测装置3量程的要求。

本实施例中，检测装置3包括两个检测传感器31，检测传感器31采用并联设计。可以理解的是，检测装置3是可以根据需要检测的元素种类设置不同数量的检测传感器31。每个检测传感器31的进气端的管路上设有单独的节流阀对进入到检测传感器31中的待分析气体的流量进行控制。

本实施例中，第一分支管路4的出气端与检测装置3的进气端连通。第一分支管路4中的纯氧气对进入检测装置3中的待分析气体先进行稀释，再送入检测传感器31中进行测试，能有效降低对检测装置3量程的要求。

本实施例中，检测传感器31为并联设计，为了避免稀释后的待分析气体流量过大对检测传感器31造成较大的冲击，检测传感器31还并联有用于对待分析气体进行分流的分流管5，通过在检测装置3上并联分流管5，能确保流经检测传感器31的流量值保持恒定，避免待分析气体流量过大对检测传感器31造成较大的冲击，能进一步提高测试精度。

进一步的，在优选实施例中，当分析样品中某种元素含量较高时，测量气室较短，分析气体流经气室的流量较大时容易对检测传感器31的稳定产生冲击，单个检测传感器31还并联有用于对待分析气体进行进一步分流的分流支管，确保流经单个检测传感器31的气体流量值恒定。

当燃烧释放的分析气体待检测元素含量较高时，特别是一般地矿物质中含碳量较高时，碳或硫高温下释放较快，峰值高，对传感器量程范围要求高，实验气体通过普通的气管连接时，未对气体进行浓度稀、释压、稳流，测试结果波形图中存在出峰高、有毛刺、陡峰等问题，影响测试结果精度。本实施例中，高温燃烧装置2的出气端和检测装置3的进气端之间至少设有一个平滑滤波装置6，平滑滤波装置6用于缓冲及稳定待分析气体的流速。

本平滑滤波装置6至少包括一个用于存储待分析气体的储气机构61，储气机构61上设有进气口62和出气口63，进气口62和出气口63的内径小于储气机构61的内径。进一步的，在优选实施例中，储气机构61为圆柱状，在其他实施例中储气机构61可以为腰鼓状或球状或其他类似结构。

通过在检测装置3之前设置平滑滤波装置6，平滑滤波装置6对待分析气体的浓度进行缓冲释放压力，经稳流后再送入检测装置3进行分析，平滑滤波装置6能有效起到过滤信号中的毛刺、陡峰的作用，使得检测结果的波形图变得平滑均匀，降低了对检测装置3量程范围的要求，提高测试精度。

本实施例中，检测装置3的出气端串接有抽气装置7，抽气装置7设置在检测装置3之后，避免抽气装置7长时间工作时产生的温升对进入检测装置3的实验气体温度造成干扰，从而能确保检测装置3输出信号一直处于稳定状态，保证平行样的精密度与准确度满足要求。

本实施例中，高温燃烧装置2与平滑滤波装置6之间还设有用于干燥待分析气体的干燥装置8和过滤待分析气体中杂质的过滤装置9，能有效降低水汽、杂质对检测结果的影响。

本实施例中，供氧装置1与高温燃烧装置2的进气端之间还包括依次连接的过滤组件10、第一控制阀11、压力检测装置12、第一气体流量调节装置13和第一流量显示装置14。

进一步的，在优选实施例中，第一控制阀11为两通电磁阀，压力检测装置12为压力传感器，第一气体流量调节装置13为节流阀，第一流量显示装置14为流量计。两通电磁阀用于控制氧气开关，节流阀用于调节输出稳定的氧气流量，压力传感器用于检测氧气输出压力，流量计用于显示氧气的流量，过滤组件10用于过滤氧气中的杂质。

本实施例中，第一分支管路4连通压力检测装置12的出气端和检测装置3的进气端。第一分支管路4上还设有第二气体流量调节装置15和第二流量显示装置16。进一步的，在优选实施例中，第二气体流量调节装置15为节流阀，第二流量显示装置16为流量计，节流阀用于控制流入第一分支管路4中的氧气流量，第二流量显示装置16有用于显示第一分支管路4中氧气的流量。

本实施例中，检测装置3的出气端与抽气装置7之间还设有第二控制阀，抽气装置7的出气端依次串接有节流阀、压力传感器和流量计，通过节流阀控制输出恒定流量的气体，压力传感器用于检测气体压力稳定性，流量计用于显示实际流量的大小。

工作原理：通过两通电磁阀控制氧气开关，一路氧气流经过滤组件10、压力传感器、节流阀、流量计进入高温燃烧装置2内，另一路氧气经过第一分支管路4，流经节流阀和流量计进入到检测装置3中，对待分析气体先将浓度稀释到可测量范围内，分别通过装有节流阀的气管按比例调节流量后流经检测传感器31进行分析，无需配套不同量程的检测装置3就实现更大量程跨度的待测元素分析；样品在高温燃烧装置2内燃烧释放出气体，抽气装置7抽气，经过干燥装置8吸收水汽，过滤装置9过滤待分析气体的杂质，待分析气体流经平滑滤波装置6释放压力并稳流，进入到检测传感器31中进行分析，平滑滤波装置6滤掉信号中的毛刺、陡峰，使得分析结果的波形图变得平滑均匀，部分待分析气体通过分流管5分流，确保流经检测传感器31的流量值恒定，避免气体流量过大对检测传感器31的造成较大冲击而影响其稳定性，抽气装置7的进气端设有两通电磁阀控制气体流通，抽气装置7的出气端依次串接了节流阀、压力传感器、流量计，节流阀控制输出恒定流量的气体，压力传感器检测气体压力的稳定性，流量计用于显示实际流量大小。

实施例二

如图3所示，本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于，本实施例中，第一分支管路4的出气端仅与一个检测传感器31的进气端的管路连通，通过第一分支管路4将分析气体进行稀释达到该检测传感器31所能测到的量程范围的浓度，通过节流阀按比例调节流量后流经检测传感器31进行分析。可以理解的是，也可以根据检测需要将第一分支管路4的出气端分别与每个检测传感器31的进度端的管路连通，以实现通过第一分支管路4对进入到每个检测传感器31的待分析气体进行预稀释。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，包括依次连通的供氧装置(1)、用于燃烧样品的高温燃烧装置(2)和用于检测燃烧气体中元素含量的检测装置(3)；还包括用于稀释待分析气体的第一分支管路(4)，所述第一分支管路(4)的进气端与供氧装置(1)的出气端连通，所述第一分支管路(4)的出气端与检测装置(3)的进气端连通。

2.根据权利要求1所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述检测装置(3)至少包括两个检测传感器(31)，所述检测传感器(31)采用并联设计。

3.根据权利要求2所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述第一分支管路(4)的出气端与检测传感器(31)进气端的总管路连通。

4.根据权利要求2所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述第一分支管路(4)的出气端分别与每个检测传感器(31)的进气端的管路连通或者与任意一个检测传感器(31)的进气端的管路连通。

5.根据权利要求2所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述检测传感器(31)还并联有用于对待分析气体进行分流的分流管(5)。

6.根据权利要求1所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述高温燃烧装置(2)的出气端和所述检测装置(3)的进气端之间至少设有一个平滑滤波装置(6)，平滑滤波装置(6)用于缓冲及稳定待分析气体的流速。

7.根据权利要求6所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述平滑滤波装置(6)至少包括一个用于存储待分析气体的储气机构(61)，所述储气机构(61)上设有进气口(62)和出气口(63)，所述进气口(62)和出气口(63)的内径小于所述储气机构(61)的内径。

8.根据权利要求7所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述储气机构(61)为圆柱状、腰鼓状或球状中任意一种。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述检测装置(3)的出气端串接有抽气装置(7)。

10.根据权利要求6至8任意一项所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述高温燃烧装置(2)与所述平滑滤波装置(6)之间还设有用于干燥待分析气体的干燥装置(8)和过滤待分析气体中杂质的过滤装置(9)。

11.根据权利要求1至8任意一项所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述供氧装置(1)与所述高温燃烧装置(2)的进气端之间还包括依次连接的过滤组件(10)、第一控制阀(11)、压力检测装置(12)、第一气体流量调节装置(13)和第一流量显示装置(14)。

12.根据权利要求11所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述第一分支管路(4)连通所述压力检测装置(12)的出气端和所述检测装置(3)的进气端。

13.根据权利要求11所述的用于元素分析仪的预稀释气路系统，其特征在于，所述第一分支管路(4)上还设有第二气体流量调节装置(15)和第二流量显示装置(16)。

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