專利名稱：紅外CO₂檢測器殘余碳分析系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種殘余碳分析系統(tǒng)，特別涉及一種紅外C02檢測器殘余碳分析系統(tǒng)。
背景技術：
目前用于測定生油巖的總有機碳含量進而對生油巖的有機質(zhì)類型進行評價。均采用TCD 熱導池檢測器對C02氣體進行檢測并計算出樣品中的總有機碳含量。其檢測過程是樣品經(jīng)氧 化爐進行60(TC高溫氧化后，經(jīng)過捕集阱50'C被吸附，而后在260。C時被釋放，釋放的樣品 氣再經(jīng)過TCD熱導池檢測器進行檢測，微機進行處理。系統(tǒng)增加了捕集阱和熱導池等價格相 對較高的部件的使用，且不能使用空氣作為載氣，需要使用相對穩(wěn)定的氮氣氣源、增加輔助 設備，速度慢、分析周期長一個周期的分析時間一般在15分鐘左右，價格貴，靈敏度低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上存在的問題，本發(fā)明提供一種紅外C02檢測器殘余碳分析系統(tǒng)，采用紅外C02 檢測器對C02氣體進行檢測并計算出樣品中的總有機碳含量。具體技術方案是一種紅外C02 檢測器殘余碳分析系統(tǒng)，其特征在于由空氣氣源、穩(wěn)壓閥、壓力表、四通閥、電磁閥、電 磁閥、氣缸、模擬四通閥、質(zhì)量流量計、氧化爐、紅外C02檢測單元、計算機主機組成，其 系統(tǒng)連接為，空氣氣源、穩(wěn)壓閥、壓力表、四通閥的1端依次連接在一起，四通閥的2端連 接在電磁閥的P端，電磁閥的A端連接在氣缸的1端，四通閥的3端連接在電磁閥P端， 電磁閥A端連接在氣缸的2端，四通閥的4端連接在質(zhì)量流量計的進口端，質(zhì)量流量計的 出口端與模擬四通閥相連，模擬四通閥與氣缸上的進樣桿相連，模擬四通閥與紅外C02檢測 單元的2端相連，經(jīng)模擬四通閥排空，氧化爐與紅外C02檢測單元的1端相連，紅外C02 檢測單元的3端與計算機主機相連；所述的模擬四通閥由電磁閥、電磁閥、三通閥、三通閥 組成，三通閥的1、 2、 3端分別連接質(zhì)量流量計的出口端、電磁閥的P端和電磁閥的R端，三 通閥的1、 2端分別連接電磁閥的R端、電磁閥的P端，3端排空，電磁閥的A端與紅外C02 檢測單元的2端相連，電磁閥的A端與氣缸上的進樣桿相連。
本發(fā)明的特點是，紅外C02檢測器結構簡單，在減少了捕集阱和熱導池的同時，還大大 減少了閥、三通等元件的使用，便于維護；靈敏度、噪聲等有了很大的提高和改善；只需一 路空氣氣源，且獨特的模擬四通閥的利用，使氣路增加了反吹功能，避免了爐體污染給分析 結果帶來的誤差，同時提高了系統(tǒng)的使用壽命和抗疲勞程度；速度快，僅用10分鐘即可完成 一個分析周期，可以連續(xù)進行分析，在氧化的同時進行采集分析。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)連接圖并作為摘要附圖。 圖2是本發(fā)明的模擬四通閥連接圖。 圖3是本發(fā)明的電路原理圖。 圖4是本發(fā)明的工作流程圖。
具體實施例方式
下面以采用武漢四方光電科技有限公司生產(chǎn)的紅外C02傳感器Gasboard-2000，北京七 星華創(chuàng)電子股份有限公司D07-7B質(zhì)量流量控制器，杭州西子固體繼電器有限公司 DTY-220D10H調(diào)壓模塊，12位D/A轉(zhuǎn)換電路和W77E58單片機為例作具體說明。
如圖l、 2所示，空氣氣源、穩(wěn)壓閥、壓力表、四通閥SF的1端依次連接在一起，四通 閥SF的2端連接在電磁閥AF的P端，電磁閥AF的A端連接在氣缸的1端，四通闊SF 的3端連接在電磁閥BF的P端，電磁閥BF的A端連接在氣缸的2端，四通閥SF的4端 連接在質(zhì)量流量計的進口端，質(zhì)量流量計的出口端與模擬四通閥MSF相連，模擬四通閥MSF 與氣缸上的進樣桿相連，模擬四通閥MSF與紅外C02檢測單元的2端相連，經(jīng)模擬四通閥 MSF排空，氧化爐與紅外C02檢測單元的1端相連，紅外C02檢測單元的3端與計算機主機相連；所述的模擬四通閥MSF由電磁閥F1、電磁閥F2、三通閥DF1、三通閥DF2組成， 三通閥DF2的1、 2、 3端分別連接質(zhì)量流量計的出口端、電磁閥F2的P端和電磁閥Fl的R 端，三通閥DF1的1、 2端分別連接電磁閥F2的R端、電磁閥F1的P端，3端排空，電磁閥 Fl的A端與紅外C02檢測單元的2端相連，電磁閥F2的A端與氣缸上的進樣桿相連。
如圖3所示，氧化爐通過熱電偶及熱電偶測溫電路與單片機相連，氧化爐的C02出口連 接紅外C02檢測器，紅外C02檢測器經(jīng)RS232電路與單片機相連，單片機經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換電路、 調(diào)壓模塊加熱元件與氧化爐的加熱爐絲相連，單片機經(jīng)RS232電路與計算機主機相連，單片 機的P2.4、 P2.5端口經(jīng)隔離及驅(qū)動電路分別與電磁閥AF、電磁閥BF相連，P2.6端口經(jīng)隔 離及驅(qū)動電路與由電磁閥F1、電磁閥F2相連。
如圖4所示，計算機主機的工作流程包括如下步驟，
(1) 參數(shù)設定步驟
開機后，在計算機主機中進行相關參數(shù)的設定，包括氧化爐溫度和空氣流量，設定以后， 系統(tǒng)等待溫度和流量達到設定數(shù)值及等待樣品進行分析
(2) 狀態(tài)檢控步驟
計算機主機通過RS232進行通訊，將命令發(fā)送到單片機W77E58，單片機W77E58P通過 12位D/A控制調(diào)壓模塊，控制加熱元件給氧化爐進行加熱，熱電偶同時檢測氧化爐溫度并將 信號送入單片機W77E58;同時單片機W77E58檢測并控制質(zhì)量流量計對氣路流量進行調(diào)節(jié)；
(3) 樣品進樣、氧化及數(shù)據(jù)采集、分析步驟
當溫度和流量達到設定值并且穩(wěn)定、進樣完成以后，點擊計算機主機"開始分析"進行 進樣操作。氧化爐對樣品進行氧化10min，同時紅外C02檢測器進行樣品氣分析，數(shù)據(jù)上傳、 采集，采集、分析結束后，系統(tǒng)進行管路反吹，清洗管路；
(4) 進入下一個樣品流程步驟 返回參數(shù)及狀態(tài)檢控步驟。
其工作流程及原理為，熱解綜合評價儀檢測后的殘余樣品，經(jīng)氧化爐進行60(TC的高溫 氧化處理，使殘余碳C和一氧化碳CO氧化生成二氧化碳C02氣體，由載氣空氣從氧化爐中 將其攜帶出來，C02樣品氣通過氣路管線被送入紅外C02檢測器的1端，經(jīng)過紅外C02檢 測器的檢測，紅外C02檢測器送出模擬檢測信號經(jīng)過RS232將采集的檢測信號送入W77E58 單片機進行處理、運算，再經(jīng)RS232通訊系統(tǒng)與計算機主機進行通訊，經(jīng)通訊軟件將數(shù)據(jù)被 送入計算機主機進行分析等。空氣由穩(wěn)壓閥進行穩(wěn)壓后，經(jīng)四通閥SF的1端流入并分出三個 支路，其中空氣從四通閥SF的2端流出后，經(jīng)電磁閥AF控制氣缸帶動進樣桿的上升；空氣 從四通閥SF的3端流出后，經(jīng)電磁閥BF控制氣缸帶動進樣桿的下降，電磁閥AF、電磁閥 BF的動作由W77E58單片機來控制，當W77E58的P2.4 口為低電平，電磁閥AF常開端閉 合，空氣通過，經(jīng)氣缸帶動進樣桿向上運動，即將樣品送入氧化爐進行氧化當W77E58的 P2.5 口為低電平，電磁閥BF常開端閉合，空氣通過，經(jīng)氣缸帶動進樣桿向下運動，即將樣 品退出氧化爐。另外空氣從四通閥MSF的4端輸出作為載氣進入質(zhì)量流量計，對空氣流量進 行自動跟蹤控制。質(zhì)量流量計輸出穩(wěn)定流量的空氣作為載氣進入模擬四通閥MSF的三通閥 DF2的1端，W77E58控制模擬四通閥MSF的電磁閥Fl，電磁闊F2的切換，平時兩個電 磁閥常閉A、 R端導通，空氣經(jīng)過模擬四通閥MSF的三通閥DF2的1端、電磁閥Fl的A端 再經(jīng)紅外C02檢測器將氧化爐中的殘余樣品氣進行反吹，系統(tǒng)始終處于管路清洗狀態(tài)；當計 算機主機發(fā)出"開始"命令，需要進樣時，W77E58片機的P2.6 口輸出低電平，電磁閥F1、 電磁閥F2進行切換，常開A、 P端導通，空氣經(jīng)過模擬四通閥MSF的三通閥DF2的1端、 電磁閥F2的A端進入進樣桿，攜帶C02樣品氣通過氧化爐、進入紅外C02檢測器，紅外 C02檢測器檢測后，空氣攜帶殘余樣品氣經(jīng)模擬四通閥MSF的電磁閥Fl的A端、三通阓 DF1的3端進行排空，同時紅外C02檢測器的檢測信號上傳計算機主機進行處理、分析等工 作。分析結束，電磁閥F1、電磁閥F2回到初始狀態(tài)，系統(tǒng)進行管路清洗，等待下一樣品分 析。
權利要求
1、一種紅外CO2檢測器殘余碳分析系統(tǒng)，其特征在于由空氣氣源、穩(wěn)壓閥、壓力表、四通閥(SF)、電磁閥(AF)、電磁閥(BF)、氣缸、模擬四通閥(MSF)、質(zhì)量流量計、氧化爐、紅外CO2檢測單元、計算機主機組成，其系統(tǒng)連接為，空氣氣源、穩(wěn)壓閥、壓力表、四通閥(SF)的1端依次連接在一起，四通閥(SF)的2端連接在電磁閥(AF)的P端，電磁閥(AF)的A端連接在氣缸的1端，四通閥(SF)的3端連接在電磁閥(BF)P端，電磁閥(BF)A端連接在氣缸的2端，四通閥(SF)的4端連接在質(zhì)量流量計的進口端，質(zhì)量流量計的出口端與模擬四通閥(MSF)相連，模擬四通閥(MSF)與氣缸上的進樣桿相連，模擬四通閥(MSF)與紅外CO2檢測單元的2端相連，經(jīng)模擬四通閥(MSF)排空，氧化爐與紅外CO2檢測單元的1端相連，紅外CO2檢測單元的3端與計算機主機相連；所述的模擬四通閥(MSF)由電磁閥(F1)、電磁閥(F2)、三通閥(DF1)、三通閥(DF2)組成，三通閥(DF2)的1、2、3端分別連接質(zhì)量流量計的出口端、電磁閥(F2)的P端和電磁閥(F1)的R端，三通閥(DF1)的1、2端分別連接電磁閥(F2)的R端、電磁閥(F1)的P端，3端排空，電磁閥(F1)的A端與紅外CO2檢測單元的2端相連，電磁閥(F2)的A端與氣缸上的進樣桿相連。
2、 如權利要求1所述的紅外C02檢測器殘余碳分析系統(tǒng)，其特征在于電路連接為氧化爐 通過熱電偶及熱電偶測溫電路與單片機相連，氧化爐的C02出口連接紅外C02檢測器， 紅外C02檢測器經(jīng)RS232電路與單片機相連，單片機經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換電路、調(diào)壓模塊加熱 元件與氧化爐的加熱爐絲相連，單片機經(jīng)RS232電路與計算機主機相連，單片機的P2.4、 P2.5端口經(jīng)隔離及驅(qū)動電路分別與電磁閥(AF)、電磁閥(BF)相連，P2.6端口經(jīng)隔離及 驅(qū)動電路與由電磁閥(Fl)、電磁閥(F2)相連。
3、 如權利要求1所述的紅外C02檢測器殘余碳分析系統(tǒng)，其特征在于計算機主機的工作 流程包括如下步驟；(1) 參數(shù)設定步驟開機后，在計算機主機中進行相關參數(shù)的設定，包括氧化爐溫度和空氣流量，設定以 后，系統(tǒng)等待溫度和流量達到設定數(shù)值及等待樣品進行分析；(2) 狀態(tài)檢控步驟計算機主機通過RS232進行通訊，將命令發(fā)送到單片機W77E58，單片機W77E58通 過12位D/A控制調(diào)壓模塊，控制加熱元件給氧化裝置進行加熱，熱電偶同時檢測氧化爐 10溫度并將信號送入單片機W77E58;同時單片機W77E58檢測并控制質(zhì)量流量計對氣路 流量進行調(diào)節(jié)；(3) 樣品進樣、氧化及數(shù)據(jù)采集、分析步驟 當溫度和流量達到設定值并且穩(wěn)定和進樣完成以后，點擊計算機主機"開始分析"氧化爐對樣品進行氧化10min，同時紅外C02檢測器進行樣品氣分析，數(shù)據(jù)上傳、釆集，采 集、分析結束后，系統(tǒng)進行管路反吹，清洗管路；(4) 進入下一個樣品流程步驟 返回參數(shù)及狀態(tài)檢控步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紅外CO₂檢測器殘余碳分析系統(tǒng)，其系統(tǒng)連接為空氣氣源、穩(wěn)壓閥、壓力表、四通閥依次連接在一起，四通閥連接電磁閥AF，電磁閥AF連接氣缸，四通閥連接電磁閥BF，電磁閥BF連接氣缸，四通閥連接在質(zhì)量流量計的進口端，質(zhì)量流量計的出口端與模擬四通閥相連，模擬四通閥與氣缸上的進樣桿相連，模擬四通閥與紅外CO₂檢測單元相連，經(jīng)模擬四通閥排空，氧化爐與紅外CO₂檢測單元相連，紅外CO₂檢測單元與計算機主機相連。特點是便于維護、靈敏度高、噪聲低，只需一路空氣氣源，增加了反吹功能，避免了爐體污染給分析結果帶來的誤差，提高了系統(tǒng)使用壽命和抗疲勞程度；檢測速度非常快，可以連續(xù)進行分析，縮短了分析周期。
文檔編號G01N21/17GK101424618SQ20081015394
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權日2008年12月11日
發(fā)明者欐 元, 桐 吳, 森 徐, 濤 楊, 超 王, 董靈彥, 錢邵英 申請人:天津陸海石油設備系統(tǒng)工程有限責任公司