高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀的製作方法
2023-10-26 02:49:52 1
高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀，包括除霧乾燥器、流量計、自力式流量調節閥、信號處理器、數據處理器、流量顯示儀、濃度顯示儀、質量顯示儀和熱導池；除霧乾燥器出口依次連接流量計、自力式流量調節閥和熱導池；熱導池內設置有測溫元件、加熱線圈和惠斯頓電橋；測溫元件和加熱線圈均與信號處理器電連接，信號處理器的輸入端與惠斯頓電橋的輸出端相連，信號處理器的輸出端與濃度顯示儀相連，流量顯示儀與流量計相連，流量顯示儀和濃度顯示儀均與數據處理器的輸入端相連，質量顯示儀與數據處理器的輸出端相連。採用本實用新型的高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀既能監測二氧化硫的流量和濃度，又能監測二氧化硫的質量。
【專利說明】高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及在線監測儀，尤其涉及一種高濃度二氧化硫煙氣在線監測設備。
【背景技術】
[0002] 在製備硫酸的工藝中，常用硫磺、硫鐵礦和硫精砂為原料，經過沸騰爐焙燒，得到 高濃度的二氧化硫；也可以用磷石膏為原料，以焦炭或硫磺為還原劑，通過高溫分解，得到 高濃度的二氧化硫；或以冶煉煙氣的S0 2為原料，再通過轉化和吸收工段得到工業硫酸。而 在進入轉化工段之前，需監測S02濃度以計算配入空氣風量來滿足轉化的需求，同時硫酸廠 經長期運行，可能存在腐蝕等安全隱患，需要對轉化器、各換熱器和管道氣相的二氧化硫濃 度進行實時監測分析，通過相關聯的數據來分析判斷設備的完好狀態。
[0003] 目前市場上的二氧化硫檢測設備主要是用於檢測煙氣中低濃度二氧化硫的濃度， 判定煙氣是否達到排放標準的環保設備，而用於檢測高濃度的二氧化硫氣體的檢測設備卻 較為少見，且常見的二氧化硫檢測設備不能檢測二氧化硫的質量，這裡的"質量"是指物體 所含物質的多少。 實用新型內容
[0004] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀，既 能監測二氧化硫的流量和濃度，又能監測二氧化硫的質量。
[0005] 本實用新型解決其技術問題所採用的高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀，包括除霧 乾燥器、流量計、自力式流量調節閥、信號處理器、數據處理器、流量顯示儀、濃度顯示儀、質 量顯示儀和熱導池；所述除霧乾燥器出口依次連接流量計、自力式流量調節閥和熱導池； 所述熱導池內設置有測溫元件、加熱線圈和惠斯頓電橋；所述測溫元件和加熱線圈均與信 號處理器電連接，所述信號處理器的輸入端與所述惠斯頓電橋的輸出端相連，所述信號處 理器的輸出端與所述濃度顯示儀相連，所述流量顯示儀與所述流量計相連，所述流量顯示 儀和所述濃度顯示儀均與數據處理器的輸入端相連，所述質量顯示儀與所述數據處理器的 輸出端相連。
[0006] 進一步的，所述惠斯頓電橋包括第一固定電阻、第二固定電阻、工作臂、參與臂和 直流電壓源；所述第一固定電阻、第二固定電阻、工作臂和參與臂的首尾相連，所述直流電 壓源的第一極連接在第一固定電阻與工作臂之間，所述直流電壓源的第二極連接在第二固 定電阻與參與臂之間，所述惠斯頓電橋輸出端的第一極連接在第一固定電阻與第二固定電 阻之間，所述惠斯頓電橋輸出端的第二極連接在工作臂與參與臂之間；所述第一固定電阻 與所述第二固定電阻的阻值相等，所述工作臂與所述參與臂中的電阻是阻值相等的熱電 阻，所述參與臂中填充標準氣體，被測氣體流過所述工作臂。
[0007] 進一步的，所述熱電阻為鉬電阻。
[0008] 進一步的，所述除霧乾燥器包括酸霧分離室和乾燥室，在所述酸霧分離室內固定 玻璃纖維布，在所述乾燥室內填充無粉化的塊狀硫酸鈣。
[0009] 本實用新型的有益效果是：本實用新型的高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀既能監 測二氧化硫的流量和濃度，又能監測二氧化硫的質量。具有直流信號輸出、實時曲線、歷史 曲線記錄及自動保護功能，無需外接無紙記錄儀。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0011] 圖中標示：1-除霧乾燥器，2-流量計，3-自力式流量調節閥，4-測溫元件，5-加 熱線圈，6-惠斯頓電橋，7-信號處理器，8-數據處理器，9-流量顯示儀，10-濃度顯示儀， 11-質量顯示儀，12-熱導池，131-第一固定電阻，132-第二固定電阻，14-工作臂，15-參與 臂。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0013] 如圖1所示，本實用新型的高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀，包括除霧乾燥器1、 流量計2、自力式流量調節閥3、信號處理器7、數據處理器8、流量顯示儀9、濃度顯示儀10、 質量顯示儀11和熱導池12 ;所述除霧乾燥器1出口依次連接流量計2、自力式流量調節閥 3和熱導池12 ;所述熱導池12內設置有測溫元件4、加熱線圈5和惠斯頓電橋6 ;所述測溫 元件4和加熱線圈5均與信號處理器7電連接，所述信號處理器7的輸入端與所述惠斯頓 電橋6的輸出端相連，所述信號處理器7的輸出端與所述濃度顯示儀10相連，所述流量顯 示儀9與所述流量計2相連，所述流量顯示儀9和所述濃度顯示儀10均與數據處理器8的 輸入端相連，所述質量顯示儀11與所述數據處理器8的輸出端相連。被測氣體依次通過除 霧乾燥器1、流量計2、自力式流量調節閥3後進入熱導池12,所述除霧乾燥器1將被測氣體 除去酸霧，並進行乾燥；被測氣體通過流量計2,所述流量顯示儀9將通過流量計2的二氧 化硫流量顯示出來；所述自力式流量調節閥3控制一定流量的被測氣體流入熱導池12內； 所述信號處理器7將熱導池12的溫度控制在恆溫狀態，優選溫度為60°C，允許有土 1°C的 誤差，通過測溫元件4檢測熱導池12內的溫度，測溫元件4檢測到溫度後將溫度值傳遞給 信號處理器7,信號處理器7將檢測到的溫度與設定溫度進行比較，當檢測到的溫度低於設 定溫度時，信號處理器7則控制加熱線圈5加熱使溫度上升到設定溫度，當檢測到的溫度在 設定的溫度範圍內時，信號處理器7則控制加熱線圈5停止加熱；所述熱導池12內的惠斯 頓電橋6將二氧化硫的濃度轉化為電信號，並傳遞給信號處理器7,所述信號處理器7將電 信號進行處理放大，提供4-20mA標準電流信號輸出並驅動濃度顯示儀10顯示二氧化硫的 濃度；所述數據處理器8將從所述流量顯示儀9和所述濃度顯示儀10採集來的流量數據和 濃度數據進行處理得到二氧化硫的質量，並驅動所述質量顯示儀11顯示二氧化硫的質量。
[0014] 作為優選的實施方式，所述惠斯頓電橋6包括第一固定電阻131、第二固定電阻 132、工作臂14、參與臂15和直流電壓源；所述第一固定電阻131、第二固定電阻132、工作 臂14和參與臂15的首尾相連，所述直流電壓源的第一極連接在第一固定電阻131與工作 臂14之間，所述直流電壓源的第二極連接在第二固定電阻132與參與臂15之間，所述惠斯 頓電橋輸出端的第一極連接在第一固定電阻131與第二固定電阻132之間，所述惠斯頓電 橋輸出端的第二極連接在工作臂14與參與臂15之間；所述第一固定電阻131與所述第二 固定電阻132的阻值相等，所述工作臂14與所述參與臂15中的電阻是阻值相等的熱電阻， 所述參與臂15中填充標準氣體，被測氣體流過所述工作臂14。熱導池的工作是基於不同組 分與載氣之間有不同的熱導係數，熱導池工作時，保持熱導池池體恆溫，由於標準氣體與 被測氣體的熱傳導率不同，從而熱電阻的溫度發生變化，並導致電阻發生變化，即被測氣體 所在工作臂14的熱電阻阻值與標準氣體所在參與臂15的熱電阻阻值不相等，從而導致電 橋不平衡，輸出電壓信號，信號處理器7通過電壓信號的大小就可以測算出被測氣體的濃 度。其中直流電壓源的第一極可以為正極時，直流電壓源的第二極為負極；直流電壓源的第 一極可以為負極時，直流電壓源的第二極為正極。
[0015] 熱電阻常用的感溫材料種類較多，例如：鉬、銅、鎳、鐵等，本實用新型中，正溫度系 數的熱敏電阻和負溫度係數的熱敏電阻均可採用。由於鉬電阻測量精度高，性能穩定，且隨 著溫度的上升鉬電阻阻值成勻速增長，因此，作為優選的實施方式，所述熱電阻為鉬電阻。
[0016] 為了使被檢測氣體是乾淨乾燥的，作為優選的實施方式，所述除霧乾燥器1包括 酸霧分離室和乾燥室，在所述酸霧分離室內固定玻璃纖維布，在所述乾燥室內填充無粉化 的塊狀硫酸鈣。玻璃纖維布起著過濾的作用，濾出被檢測其它中的粉塵等顆粒物，由於玻璃 纖維布與其它的纖維布相比，具有耐熱性強、抗腐蝕性好、機械強度高、非粘著性等特點，因 此優選使用玻璃纖維布；無粉化的塊狀硫酸鈣起乾燥的作用，在乾燥室內可以填充任何幹 燥劑，但由於無粉化的塊狀硫酸鈣不會產生粉塵，因此優選使用無粉化的塊狀硫酸鈣。
【權利要求】
1. 高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀，其特徵在於：包括除霧乾燥器（1)、流量計（2)、自 力式流量調節閥（3)、信號處理器（7)、數據處理器（8)、流量顯示儀（9)、濃度顯示儀（10)、 質量顯示儀（11)和熱導池（12);所述除霧乾燥器（1)出口依次連接流量計（2)、自力式流 量調節閥（3)和熱導池（12);所述熱導池（12)內設置有測溫元件（4)、加熱線圈（5)和惠 斯頓電橋（6);所述測溫元件（4)和加熱線圈（5)均與信號處理器（7)電連接，所述信號處 理器（7)的輸入端與所述惠斯頓電橋（6)的輸出端相連，所述信號處理器（7)的輸出端與 所述濃度顯示儀（10)相連，所述流量顯示儀（9)與所述流量計（2)相連，所述流量顯示儀 (9)和所述濃度顯示儀（10)均與數據處理器⑶的輸入端相連，所述質量顯示儀（11)與所 述數據處理器（8)的輸出端相連。
2. 如權利要求1所述的高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀，其特徵在於：所述惠斯頓電 橋（6)包括第一固定電阻（131)、第二固定電阻（132)、工作臂（14)、參與臂（15)和直流電 壓源；所述第一固定電阻（131)、第二固定電阻（132)、工作臂（14)和參與臂（15)的首尾相 連，所述直流電壓源的第一極連接在第一固定電阻（131)與工作臂（14)之間，所述直流電 壓源的第二極連接在第二固定電阻（132)與參與臂（15)之間，所述惠斯頓電橋輸出端的第 一極連接在第一固定電阻（131)與第二固定電阻（132)之間，所述惠斯頓電橋輸出端的第 二極連接在工作臂（14)與參與臂（15)之間；所述第一固定電阻（131)與所述第二固定電 阻（132)的阻值相等，所述工作臂（14)與所述參與臂（15)中的電阻是阻值相等的熱電阻， 所述參與臂（15)中填充標準氣體，被測氣體流過所述工作臂（14)。
3. 如權利要求2所述的高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀，其特徵在於：所述熱電阻為 鉬電阻。
4. 如權利要求1到3中任一項權利要求所述的高濃度二氧化硫煙氣在線監測儀，其特 徵在於：所述除霧乾燥器（1)包括酸霧分離室和乾燥室，在所述酸霧分離室內固定玻璃纖 維布，在所述乾燥室內填充無粉化的塊狀硫酸鈣。
【文檔編號】G01D21/02GK203881376SQ201420303625
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】王辛龍, 夏巍, 巫建峰, 楊林, 楊秀山, 孔行健, 張志業 申請人:四川大學