主流煙氣中氮氧化物檢測控制器的製作方法

2023-09-12 04:27:35

專利名稱：主流煙氣中氮氧化物檢測控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種按時間控制對捲菸主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)進行檢測的自動化檢測控制器，尤其涉及用於由國家菸草專賣局提出而建立的《化學發光法測定捲菸主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)》標準項目而設計的分析系統中的一種檢測控制器。
背景技術：
對捲菸主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)的測量，世界各國的研究者們作了大量的工作，從二十世紀五十年代以來塞曼(Saltzman)法首次被應用於氮氧化物的測定，後來又有科學家用紫外分光光度法、比色法、滴定法、參比離子電極法等進行測定，直到1972年科學家們開始用化學發光法分析測定煙氣氣相中的氮氧化物，研究表明化學發光法是測定捲菸主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)的一種有效的方法。而在我們國家用化學發光法分析測定氮氧化物(NO/NOx)，主要應用於大氣環保測量，用於捲菸主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)的測量則是一個空白。這樣問題已提出有了相應的測量設備和方法，如何研製出一套可以直接對捲菸主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)進行分析的控制裝置，使之成為一個自動測量的系統。從而達到可自動、快速、方便、準確地控制與之相應的測量設備，減少人工操作誤差，降低工作強度等的目的。

發明內容
本實用新型的目的是為了實現對主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)的測定自動化，從而達到可自動、快速、方便、準確地控制與之相應的測量設備，減少人工操作誤差，降低工作強度等的目的。
本實用新型所採用的技術方案如下一種主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)檢測控制器，包括光耦電路，標準頻率發生器及其分頻電路，定時電路，驅動電路，執行機構，定時及狀態開關選擇裝置和開關電源；其中，光耦電路，將接收到的由正常工作的吸菸機發出的光信號轉變成電信號，啟動標準頻率發生器機器分頻電路；標準頻率發生器及其分頻電路，根據光耦電路發出的電信號啟動，開始計時；定時電路，在煙氣從吸菸機進入混合室混合的採樣延時到了選定的採樣延時時間，向驅動電路發出啟動信號；驅動電路，接收定時電路發出的啟動信號，驅動執行機構開啟或關閉採樣通路與排氣通路；執行機構，由驅動電路控制，開啟採樣通路，使採樣儀進行採樣工作，採樣時間結束後，關閉採樣通路並開啟排氣通路，排氣時間結束後，關閉排氣通路；定時及狀態開關選擇裝置安裝在檢測控制器的儀器面板上，包括採樣延時選擇裝置和狀態選擇裝置，採樣延時選擇裝置用來選擇採樣延時時間，狀態選擇裝置用來控制檢測控制裝置處於測量的待工作狀態或停止的非待工作狀態；開關電源，用來為檢測控制器供電。
光耦電路由光敏三級管及其門電路組成。
標準頻率發生器機器分頻電路包括4040和4060元件。
定時電路由多個與門和非門構成，包括十一個74LS30、二個74LS04和二個74LS08。
驅動電路包括74LS74雙D觸發器和二對NPN電晶體。
執行機構由二個電磁閥組成，處於採樣通路上的為127型，處於排氣通路上為124型。
採樣延時裝置可控制選擇的採樣延時時間為5、6、7或8秒，採樣時間為10秒，排氣時間為60秒。
電源輸出電壓為DC24V和DC5V。
本實用新型用於《化學發光法測定捲菸主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)》標準項目的分析系統，該分析系統由檢測控制器、吸菸機、混合室、42CNO/NOx分析儀、真空泵、流量計、隔膜泵、磁力攪拌器及連接的氣路組成。
本實用新型的主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)檢測控制器能按照預定時間準確地控制檢測程序自動循環進行，得到的測量數據與手動測量相比重複性好。此外，採用光-電耦合技術，使系統各部分既能協調一致工作又能各自獨立工作。控制裝置是整套系統的核心部分，缺少了該套控制裝置將不能實現對捲菸主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)的測定，同時該套裝置大幅度提高了檢測樣品的測量精確度，測量結果重複性好，樣品回收率高。具有自動化程度高，檢測控制方便的特點，從而大幅度降低了工作強度。本實用新型屬國內首創，國外無文獻及專利報導，填補了國內對主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)檢測項目的空白。而且，由於分析系統中採用了國際公認的化學發光發和42CNO/NOx分析儀，所以本實用新型具有與國際接軌的重要意義。


圖1是本實用新型所應用的煙氣氮氧化物(NO/NOx)分析系統的示意圖；圖2是本實用新型的主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)檢測控制器的電路結構框圖；圖3是本實用新型的工作控制時序圖；圖4是本實用新型的具體電路圖。
具體實施方式
請參考附圖，如圖2所示的一種主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)檢測控制器，包括光耦電路，標準頻率發生器及其分頻電路，定時電路，驅動電路，執行機構，定時及狀態開關選擇裝置和開關電源。其中，光耦電路由光敏三極體及其門電路組成。標準頻率發生器及其分頻電路由4040和4046等元件組成。定時電路由11個與門(74LS30)、二個非門(74LS04)、二個與門(74LS08)構成。驅動電路由雙D觸發器(74LS74)和二對NPN電晶體等組成。執行機構由二個電磁閥組成，代號STC3(124型)、STC4(127型)。定時、狀態開關選擇裝置安裝在儀器面板上，其中「採樣延時」為4選1的定時時間開關，可選5、6、7或8秒，「狀態選擇」為選擇控制器為待工作d的」狀態或選擇則控制器為非待工作的停止」狀態的2選1開關。開關電源的輸出電壓為DC24V和DC5V。
下面根據圖2和圖3的說明本實用新型的主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)檢測控制器各組成電路對分析系統進行的檢測控制程序。
測量之前，如圖1顯示的整個系統中除控制器之外，吸菸機、真空泵、磁力攪拌器、42C分析儀等儀器設備均應處於正常運轉中。一個測量周期確定T＝60秒。
控制器的「採樣延時」選擇以5秒為例來說明工作過程圖3顯示在系統中5秒的採樣延時時間分為2秒和3秒的時段。
按下定時、狀態開關選擇裝置的「測量」開關，控制器處於「測量」狀態。由正常工作的吸菸機發出光信號，光信號通過光耦電路轉變成電信號，啟動標準頻率發生器及其分頻電路開始計時，此時為t＝0時刻，吸菸機中的煙氣通過氣路進入混合室進行攪拌。當t＝0到t＝5秒時刻時，定時電路發出信號給驅動電路。驅動電路將STC4開啟，接通混合室到42C-NO/NOx分析儀(以下簡稱42C)的採樣通路，使混合室中的樣品煙氣輸入至42C，採樣時間為10秒，採樣結束。此時立即關閉STC4，開啟STC3，使混合室與42C的採樣通路切斷，與真空泵的排氣通路接通，使混合室中剩餘煙氣排出至大氣，這一排氣過程直至t＝60秒時結束。接著吸菸機的下一個光信號發出，開始重複到T＝60秒的全過程。
按下「狀態選擇」開關中的「結束」開關，控制器立即停止工作。
圖4是顯示本實用新型的具體電路圖。
本實用新型的主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)檢測控制器能按照預定時間準確地控制檢測程序自動循環進行，得到的測量數據與手動測量相比重複性好。此外，採用光-電耦合技術，使系統各部分既能協調一致工作又能各自獨立工作。而且，由於分析系統中採用了國際公認的化學發光發和42CNO/NOx分析儀，所以本實用新型具有與國際接軌的重要意義。
權利要求1.一種主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於包括光耦電路，標準頻率發生器及其分頻電路，定時電路，驅動電路，執行機構，定時及狀態開關選擇裝置和開關電源；其中，所述光耦電路，將接收到的由正常工作的吸菸機發出的光信號轉變成電信號，啟動所述標準頻率發生器機器分頻電路；所述標準頻率發生器及其分頻電路，根據所述光耦電路發出的電信號啟動，開始計時；所述定時電路，在煙氣從吸菸機進入混合室混合的採樣延時到了選定的採樣延時時間，向所述驅動電路發出啟動信號；所述驅動電路，接收所述定時電路發出的啟動信號，驅動所述執行機構開啟或關閉採樣通路與排氣通路；所述執行機構，由所述驅動電路控制，開啟採樣通路，使採樣儀進行採樣工作，採樣時間結束後，關閉採樣通路並開啟排氣通路，排氣時間結束後，關閉排氣通路；所述定時及狀態開關選擇裝置安裝在所述檢測控制器的儀器面板上，包括採樣延時選擇裝置和狀態選擇裝置，所述採樣延時選擇裝置用來選擇採樣延時時間，所述狀態選擇裝置用來控制所述檢測控制裝置處於測量的待工作狀態或停止的非待工作狀態；所述開關電源，用來為上述各電路供電。
2.根據權利要求1所述的主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於所述光耦電路由光敏三級管及其門電路組成。
3.根據權利要求1所述的主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於所述標準頻率發生器機器分頻電路包括4040和4060元件。
4.根據權利要求1所述的主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於所述定時電路由多個與門和非門構成。
5.根據權利要求4所述的主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於所述多個與門和非門包括十一個74LS30、二個74LS04和二個74LS08。
6.根據權利要求1所述的主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於所述驅動電路包括雙D觸發器和二對電晶體。
7.根據權利要求6所述的主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於所述雙D觸發器為74LS74，所述電晶體為NPN電晶體。
8.根據權利要求1所述的主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於所述執行機構由二個電磁閥組成。
9.根據權利要求8所述的主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於所述二個電磁閥中，處於所述採樣通路上的為127型，處於所述排氣通路上為124型。
10.根據權利要求1所述的主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於所述採樣延時裝置可控制選擇的所述採樣延時時間為5、6、7或8秒。
11.根據權利要求1所述的主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於所述採樣時間為10秒，所述排氣時間為60秒。
12.根據權利要求1所述的主流煙氣中氮氧化物檢測控制器，其特徵在於所述開關電源輸出電壓為DC24V和DC5V。
專利摘要一種主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)自動檢測控制器，包括光耦電路，標準頻率發生器及其分頻電路，定時電路，驅動電路，執行機構，定時及狀態開關選擇裝置和開關電源。主要控制過程為光耦電路，將吸菸機發出的光信號轉變成電信號，啟動標準頻率發生器機器分頻電路開始計時。到了選定的採樣延時時間，定時電路向驅動電路發出啟動信號，驅動電路驅動執行機構開啟或關閉採樣通路與排氣通路，實現分析採樣。本實用新型能按照預定時間準確地控制檢測程序自動循環進行，測量結果重複性好，樣品回收率高。而手動測量無法實現對主流煙氣中氮氧化物(NO/NOx)進行檢測。
文檔編號G01N21/00GK2655227SQ20032012194
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月19日 優先權日2003年11月19日
發明者李東旭, 肖璧陶, 李鐵寶, 戴亞 申請人:北京綠綿巨貿科貿有限公司