一種恆壓式閉環控制的尾氣自動收集方法及裝置製造方法
2023-12-04 09:10:26 3
一種恆壓式閉環控制的尾氣自動收集方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種恆壓式閉環控制的尾氣自動收集方法及裝置。本發明中的缸蓋底部兩側分別裝有溫度傳感器和壓力傳感器，缸蓋底部中心與毛細鋼管一端連接，毛細鋼管另一端與三通閥第一端連接，三通閥另兩端分別與電磁閥連接；三通閥第二端通過毛細鋼管與煙氣分析取樣容器相連；與三通閥第三端相連的毛細鋼管為入氣端，且與毛細鋼管相連的緩衝盒上端裝有壓力傳感器；乾燥裝置的輸出端通過毛細鋼管與緩衝盒的一側相連接。燃燒池的輸出端的毛細鋼管通過快速接頭與乾燥裝置的輸入端的毛細鋼管相連接。本發明收集尾氣所採用的是自動控制收集，通過緩衝盒的壓力傳感器自行檢測到管路中的壓力大小來控制電機轉動量，從而達到收集尾氣的效果。
【專利說明】一種恆壓式閉環控制的尾氣自動收集方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種尾氣收集裝置及其對應的收集方法，尤其是涉及一種恆壓式閉環控制的尾氣自動收集方法及裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，天然氣熱值測量方面的研究工作在很多的科研院所進行，能量計量反映的是天然氣的熱能，作為最能反映其燃料特點的一種合理和科學的計量方式，在天然氣貿易中被廣泛採用。
[0003]然而，我國目前尚普遍採用以體積計量作為天然氣貿易結算的依據。我國在包括天然氣在內的燃氣熱值計量基標準方面還比較落後，現有燃氣熱值計量體系不能滿足氣體能源的快速發展。
【發明內容】
[0004]針對【背景技術】的不足，本發明的目的在於提供一種恆壓式閉環控制的尾氣自動收
集裝置。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
本發明中的活塞缸上端通過螺釘固定在支架的平面，支架的平面上端通過螺釘固定套筒；安裝在活塞缸內的活塞杆一端與活塞相連接，另一端焊接在連接板上；連接板兩端裝有導向杆，磁柵尺讀數頭通過支座固定在連接板的一側，且對應的磁條貼在套筒內壁上；滾珠絲杆的下端跟活塞杆相連接，另一端穿過套筒通過聯軸器與伺服電機相連接，且滾珠絲杆的滾珠螺母固定在連接板上；伺服電機通過軸蓋固定在套筒上，活塞缸下端通過螺釘與缸蓋連接，缸蓋底部兩側分別裝有溫度傳感器和壓力傳感器，缸蓋底部中心通過毛細管接頭與毛細鋼管一端連接，且毛細鋼管另一端與三通閥第一端連接，三通閥另兩端分別通過毛細鋼管與電磁閥連接；三通閥第二端通過毛細鋼管與煙氣分析取樣容器相連；與三通閥第三端相連的毛細鋼管為入氣端，且與毛細鋼管相連的緩衝盒上端裝有壓力傳感器；乾燥裝置的輸出端通過毛細鋼管與緩衝盒的一側相連接。燃燒池的輸出端的毛細鋼管通過快速接頭與乾燥裝置的輸入端的毛細鋼管相連接。其中乾燥裝置採用三道吸收方式，乾燥罐套在底座上，且其上下端通過毛細管接頭與毛細管相連接，乾燥罐之間通過快速接頭相連接。所採用的吸收劑為無水氯化鈣。
[0006]利用上述裝置進行尾氣收集的方法，打開兩個電磁閥，由小型真空泵吸收裝置中管路的空氣，當管路中的空氣吸收完畢時，使用惰性氣體對裝置管路進行清洗，清洗結束後，檢測緩衝盒中的壓力，設定初始值。當燃氣進入燃燒池時，關閉跟煙氣分析取樣容器相連的電磁閥，尾氣將從燃燒池出來後將先進入乾燥裝置中，對尾氣中的水蒸氣進行吸收。然後將進入緩衝盒中，緩衝盒上的壓力傳感器將檢測到緩衝盒中的壓力，此時氣壓值將高於初始值，且連續輸出帶有一定的波動，則將壓力值反饋到下位機中，控制伺服電機抽取氣體的多少，從而維持管路中壓強始終趨於初始值；當燃燒結束且充一定量的惰性氣體洗淨裝置後，伺服電機將停止轉動，進行活塞缸收集氣體體積計算。裝置收集完尾氣後，關閉跟入氣管相連的電磁閥，打開跟煙氣分析取樣容器相連的電磁閥，反向轉動伺服電機，排出一定量的尾氣進入煙氣分析取樣容器中，選用紅外氣體分析儀，進行氣體組分跟濃度分析。
[0007]與【背景技術】相比，本發明的有益效果是:
1.本發明中的一種尾氣收集裝置是一套比較智能的自動控制收集尾氣裝置，能夠檢測出尾氣收集的體積，其擴展不確定為0.3% (k=2)。
[0008]2.裝置收集尾氣所採用的是自動控制收集，通過緩衝盒的壓力傳感器自行檢測到管路中的壓力大小來控制電機轉動量，從而達到收集尾氣的效果。
[0009]3.整個裝置以活塞缸體積為計量標準，利用磁柵尺將活塞位移反饋給控制系統，實現一個閉環測量系統。同時安裝了壓力傳感器和溫度傳感器可對系統進行溫度壓力補償，大大提高了裝置的體積測量精度。
[0010]4.乾燥裝置的設計方式，能夠使尾氣中的水蒸氣充分的吸收，且便於拆卸下各個乾燥罐進行稱量及更換罐內的吸收劑。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的結構主視圖；
圖2是本發明的結構立體圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1和圖2所示，本發明中的活塞缸7上端通過螺釘固定在支架6的平面，支架6的平面上端通過螺釘固定套筒5 ;安裝在活塞缸7內的活塞杆一端與活塞相連接，另一端焊接在連接板4上；連接板4兩端裝有導向杆3，磁柵尺讀數頭通過支座固定在連接板4的一側，且對應的磁條貼在套筒5內壁上；滾珠絲杆24的下端跟活塞杆相連接，另一端穿過套筒5通過聯軸器與伺服電機I相連接，且滾珠絲杆的滾珠螺母固定在連接板4上；伺服電機I通過軸蓋2固定在套筒5上，活塞缸7下端通過螺釘與缸蓋23連接，缸蓋23底部兩側分別裝有溫度傳感器22和壓力傳感器9，缸蓋23底部中心通過毛細管接頭8與毛細鋼管12-3 一端連接，且毛細鋼管12-3另一端與三通閥13 —端連接，三通閥13另兩端分別通過毛細鋼管12與電磁閥10連接；三通閥13 —端通過毛細鋼管12-1與煙氣分析取樣容器11相連；與三通閥13 —側相連的毛細鋼管12-2為入氣端，且與毛細鋼管12-2相連的緩衝盒14上端裝有壓力傳感器21 ;乾燥裝置的輸出端通過毛細鋼管與緩衝盒14的一側相連接。燃燒池17的輸出端的毛細鋼管19通過快速接頭20與乾燥裝置的輸入端的毛細鋼管相連接。氣體通過毛細鋼管18進入燃燒池17中進行燃燒。其中乾燥裝置採用三道吸收方式，乾燥罐16套在底座15上，且其上下端通過毛細管接頭8與毛細管相連接，乾燥罐16之間通過快速接頭20相連接。所採用的吸收劑為無水氯化鈣。
[0013]裝置缸蓋23底部兩側分別裝有溫度傳感器9跟壓力傳感器22，根據活塞缸7的熱膨脹係數和彈性係數將溫度與壓力引起的形變誤差進行修正，通過這種方法對裝置作溫度和壓力補償。磁柵尺讀數頭通過支座固定在連接板4的一側，且對應的磁條貼在套筒5內壁上，將活塞杆的位置反饋給控制系統；控制系統有下位機MSP430單片機和上位機PC組成，其功能為控制活塞運動的速度、位置，採集傳感器信號，分析尾氣體積。
[0014]本發明的工作過程如下:打開兩個電磁閥，由小型真空泵吸收裝置中管路的空氣，當管路中的空氣吸收完畢時，使用惰性氣體對裝置管路進行清洗，清洗結束後，檢測緩衝盒中的壓力，設定初始值。當燃氣進入燃燒池時，關閉跟煙氣分析取樣容器相連的電磁閥，尾氣將從燃燒池出來後將先進入乾燥裝置中，對尾氣中的水蒸氣進行吸收。然後將進入緩衝盒中，緩衝盒上的壓力傳感器將檢測到緩衝盒中的壓力，此時氣壓值將高於初始值，且連續輸出帶有一定的波動，則將壓力值反饋到下位機中，控制伺服電機抽取氣體的多少，使管路中壓力始終趨於初始值，從而在收集氣體的過程中，通過閉環控制，保持管路中的壓力基本恆定；當燃燒結束且充一定量的惰性氣體洗淨裝置後，電機將停止轉動，進行活塞缸收集氣體體積計算。通過這種實測管路中的壓力值來控制電機傳動大小的方式避免了電機呆板式的過快或者過慢收集尾氣帶來的影響:轉動速度快將會帶動燃燒池和管路的氣流加速，破壞了尾氣緩慢進行燃燒池環形管，進行充分釋放熱量的效果；轉動速度過慢將會導致管路中的氣流倒流，對燃燒池的燃燒造成影響。裝置收集完尾氣後，關閉跟入氣管相連的電磁閥，打開跟煙氣分析取樣容器相連的電磁閥，反向轉動伺服電機，排出一定量的尾氣進入煙氣分析取樣容器中，選用紅外氣體分析儀，進行氣體組分跟濃度分析。
【權利要求】
1.一種恆壓式閉環控制的尾氣自動收集方法，該方法所利用的裝置包括活塞缸(7)，其中的活塞缸(7)上端通過螺釘固定在支架(6)的平面，支架(6)的平面上端通過螺釘固定套筒(5);安裝在活塞缸(7)內的活塞杆一端與活塞相連接，另一端焊接在連接板(4)上；連接板(4)兩端裝有導向杆(3)，磁柵尺讀數頭通過支座固定在連接板(4)的一側，且對應的磁條貼在套筒(5)內壁上；滾珠絲杆(24)的下端跟活塞杆相連接，另一端穿過套筒(5)通過聯軸器與伺服電機(I)相連接，且滾珠絲杆的滾珠螺母固定在連接板(4)上；伺服電機(I)通過軸蓋(2 )固定在套筒(5 )上，活塞缸(7 )下端通過螺釘與缸蓋(23 )連接，缸蓋(23 )底部兩側分別裝有溫度傳感器(22)和壓力傳感器(9)，缸蓋(23)底部中心通過毛細管接頭(8)與毛細鋼管(12-3) —端連接，且毛細鋼管(12-3)另一端與三通閥(13)的一端連接，三通閥(13)另兩端分別通過毛細鋼管與電磁閥(10)連接；三通閥(13) 一端通過毛細鋼管(12-1)與煙氣分析取樣容器(11)相連；與三通閥(13)—側相連的毛細鋼管(12-2)為入氣端，且與毛細鋼管(12-2)相連的緩衝盒(14)上端裝有壓力傳感器(21);乾燥裝置的輸出端通過毛細鋼管與緩衝盒(14)的一側相連接；燃燒池(17)的輸出端的毛細鋼管(19)通過快速接頭(20)與乾燥裝置的輸入端的毛細鋼管相連接，其特徵在於該方法具體是: 打開兩個電磁閥，由小型真空泵吸收裝置中管路的空氣，當管路中的空氣吸收完畢時，使用惰性氣體對裝置管路進行清洗，清洗結束後，檢測緩衝盒中的壓力，設定初始值；當燃氣進入燃燒池時，關閉跟煙氣分析取樣容器相連的電磁閥，尾氣將從燃燒池出來後將先進入乾燥裝置中，對尾氣中的水蒸氣進行吸收；然後將進入緩衝盒中，緩衝盒上的壓力傳感器將檢測到緩衝盒中的壓力，此時氣壓值將高於初始值，且連續輸出帶有一定的波動，則將壓力值反饋到下位機中，控制伺服電機抽取氣體的多少，從而維持管路中壓力始終趨於初始值；當燃燒結束且充一定量的惰性氣體洗淨裝置後，伺服電機將停止轉動，進行活塞缸收集氣體體積計算；裝置收集完尾氣後，關閉跟入氣管相連的電磁閥，打開跟煙氣分析取樣容器相連的電磁閥，反向轉動伺服電機，排出一定量的尾氣進入煙氣分析取樣容器中，選用紅外氣體分析儀，進行氣體組分跟濃度分析。
2.—種恆壓式閉環控制的尾氣自動收集裝置，其中的活塞缸(7)上端通過螺釘固定在支架(6)的平面，支架(6)的平面上端通過螺釘固定套筒(5);安裝在活塞缸(7)內的活塞杆一端與活塞相連接，另一端焊接在連接板(4)上；連接板(4)兩端裝有導向杆(3)，磁柵尺讀數頭通過支座固定在連接板(4)的一側，且對應的磁條貼在套筒(5)內壁上；滾珠絲杆(24)的下端跟活塞杆相連接，另一端穿過套筒(5)通過聯軸器與伺服電機(I)相連接，且滾珠絲杆的滾珠螺母固定在連接板(4)上；伺服電機(I)通過軸蓋(2)固定在套筒(5)上，活塞缸(7)下端通過螺釘與缸蓋(23)連接，其特徵在於:缸蓋(23)底部兩側分別裝有溫度傳感器(22)和壓力傳感器(9)，缸蓋(23)底部中心通過毛細管接頭(8)與毛細鋼管(12-3)—端連接，且毛細鋼管(12-3)另一端與三通閥(13)的一端連接，三通閥(13)另兩端分別通過毛細鋼管與電磁閥(10)連接；三通閥(13)—端通過毛細鋼管(12-1)與煙氣分析取樣容器(11)相連；與三通閥(13)—側相連的毛細鋼管(12-2)為入氣端，且與毛細鋼管(12-2)相連的緩衝盒(14)上端裝有壓力傳感器(21);乾燥裝置的輸出端通過毛細鋼管與緩衝盒(14)的一側相連接；燃燒池(17)的輸出端的毛細鋼管(19)通過快速接頭(20)與乾燥裝置的輸入端的毛細鋼管相連接。
3.根據權利要求2所述的尾氣自動收集裝置，其特徵在於:所述的乾燥裝置採用三道吸收方式，乾燥罐(16)套在底座(15)上，且其上下端通過毛細管接頭(8)與毛細管相連接，乾燥罐(16)之間通過快速接頭(20)相連接；所採用的吸收劑為無水氯化鈣。
【文檔編號】G01N1/24GK104458361SQ201410759557
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優先權日:2014年12月11日
【發明者】李東升, 竺林坤, 胡佳成, 張洪軍 申請人:中國計量學院