專利名稱：一種用于分析天然氣熱值的無損檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光譜學、燃料化學的交叉技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于分析天然氣熱值的無損檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前，我國商品天然氣采用按體積計價，由于不同氣源的天然氣熱值相差很大，造成相同價值下商品使用價值的差異性。因此，以天然氣熱值計價，體現(xiàn)按質(zhì)論價的原則，是商品經(jīng)濟發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的天然氣熱值檢測裝置主要為熱值儀，應(yīng)用熱平衡原理，首先對樣氣進行穩(wěn)壓減壓，并測得氣體密度，二次減壓后，與助燃氣體充分混合，進入燃燒室，點燃，通過測量進入燃燒室前后混合氣體的溫差ΔΤ推算天然氣熱值。此方法需要極其嚴格的流量、氣壓及溫度控制，系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，維護代價高昂，且故障頻發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種用于分析天然氣熱值的無損檢測裝置，采用現(xiàn)場檢測的方式，利用傅里葉紅外光譜儀搭建檢測裝置，對天然氣組分進行精確定量分析。本發(fā)明是通過下述的技術(shù)方案實現(xiàn)的
在待檢測的天然氣管道上并聯(lián)有一檢測管線，檢測管線的中段外圍設(shè)置有分光系統(tǒng)， 該分光系統(tǒng)對應(yīng)的檢測管線上開有探測孔，使得光線能透過檢測管線，分光系統(tǒng)的上方設(shè)置有紅外光光源，分光系統(tǒng)的下方設(shè)置有傅里葉變換紅外光譜儀； 所述的傅里葉變換紅外光譜儀與計算機相連。所述的檢測管線兩端分別設(shè)置有可調(diào)節(jié)的閥門。所述的檢測管線上設(shè)置有帶閥門的真空泵。所述的檢測管線上設(shè)置有溫度計以及負壓壓力表。本發(fā)明裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，取得的改進表現(xiàn)在
1、應(yīng)用光譜分析技術(shù)，具有高分辨率、高靈敏度、高信噪比、快速的特點，裝置體積緊湊、穩(wěn)定性高；
2、無損方式檢測天然氣，不浪費資源，安全性高；
3、利用現(xiàn)場檢測的方式，靈活性強，檢測效率高。隨著國家在光譜儀器方面的長足進步，國民購買力的不斷增強，以及對天然氣以熱值計價的呼聲與日俱增，本發(fā)明裝置將具備廣泛的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明檢測流程圖。1 天然氣管道；21 左閥門；22 右閥門；3 檢測管線；4 真空泵；5 真空泵閥門； 6 溫度計；7 探測孔；8 傅里葉變換紅外光譜儀；9 計算機；10 壓力表。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖1、2對本發(fā)明作進一步說明。如圖1所示，一種用于分析天然氣熱值的無損檢測裝置，包括天然氣管道(1)，在所述天然氣管道(1)上并聯(lián)有一檢測管線(3)，檢測管線(3)左右兩端分別設(shè)置有左閥門 (21)和右閥門(22)，中段設(shè)置有探測孔(7)，該中段外圍設(shè)置有分光系統(tǒng)，分光系統(tǒng)的上方設(shè)置有紅外光光源，分光系統(tǒng)的下方設(shè)置有傅里葉變換紅外光譜儀(8)，傅里葉變換紅外光譜儀(8)與計算機(9)相連。天然氣管道(1)為輸氣狀態(tài)下的高壓管道，弓I出的檢測管線(3)為耐壓材質(zhì)，其兩端的左閥門(21)和右閥門(22)可根據(jù)實際需要進行調(diào)節(jié)，探測孔(7)為透明耐壓材質(zhì)，供光譜儀(8)采集管線背景頻譜、天然氣頻譜。檢測管線(3)的上還設(shè)有帶真空泵閥門(5)的真空泵(4)，用于排空管線；溫度計 (6)與負壓壓力表(10)，用于監(jiān)測管線的溫度、壓力，它們將作為推算常壓、室溫(20°C)狀態(tài)下天然氣組分的反演參數(shù)。傅里葉變換紅外光譜儀(8)上連接的計算機(9)，用于分析管線背景頻譜、天然氣頻譜。結(jié)合附圖2，利用本發(fā)明進行檢測的具體步驟為
步驟一，采集背景頻譜
1、在所有閥門都關(guān)閉，檢測管線(3)內(nèi)未引入天然氣的前提下，打開真空泵閥門(5)， 等待壓力表(10)讀數(shù)降到0. 1毫米汞柱以下并且保持恒定；
2、待檢測管線(3)中已經(jīng)沒無任何殘留氣體，用傅里葉變換紅外光譜儀(8)采集背景頻譜。若真空泵(4)的振動干擾了頻譜的采集，可以先關(guān)閉真空泵閥門(5)，后關(guān)閉真空泵 (4)，隨后采集背景頻譜(注意此時壓力表(10)讀數(shù)不應(yīng)有明顯變動)。步驟二，采集天然氣樣品頻譜
1、關(guān)閉真空泵閥門(5)，關(guān)閉真空泵(4)后，記錄溫度計(6)讀數(shù)。緩慢打開并調(diào)整管線左閥門(21)，當天然氣充滿管線后，打開管線右閥門(22)，使天然氣在相同于天然氣管道(1)壓力下連續(xù)流經(jīng)檢測管線(3 )；
2、當檢測管線內(nèi)氣體流速穩(wěn)定，記錄壓力表(10)讀數(shù)，用傅里葉變換紅外光譜儀(8) 采集天然氣的頻譜，以現(xiàn)場壓力、溫度為反演參數(shù)，用計算機(9)依據(jù)實驗室數(shù)據(jù)進行反演處理，推算出各組分在20°C，一個標準大氣壓下的體積占比。步驟三按照氣體混合定律計算天然氣熱值。實際應(yīng)用中，燃氣的水蒸氣通常以氣體狀態(tài)排出，因此本發(fā)明以天然氣低位熱值進行計算。根據(jù)ISO 6976 :1995,在燃燒參比溫度
4下，計量參比溫度為6，壓力力τ的天然氣理想氣體體積低熱值按下式計算
權(quán)利要求
1. 一種用于分析天然氣熱值的無損檢測裝置，其特征在于在待檢測的天然氣管道上并聯(lián)有一檢測管線，檢測管線的中段外圍設(shè)置有分光系統(tǒng)，該分光系統(tǒng)對應(yīng)的檢測管線上開有探測孔，使得光線能透過檢測管線，分光系統(tǒng)的上方設(shè)置有紅外光光源，分光系統(tǒng)的下方設(shè)置有傅里葉變換紅外光譜儀；所述的傅里葉變換紅外光譜儀與計算機相連； 所述的檢測管線兩端分別設(shè)置有可調(diào)節(jié)的閥門； 所述的檢測管線上設(shè)置有帶閥門的真空泵； 所述的檢測管線上設(shè)置有溫度計以及負壓壓力表。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種用于分析天然氣熱值的無損檢測裝置?，F(xiàn)有技術(shù)天然氣仍采用體積計價，不同氣源的天然氣熱值差異很大。本發(fā)明是在待檢測的天然氣管道上并聯(lián)一檢測管線，檢測管線的中段外圍設(shè)置有分光系統(tǒng)，該分光系統(tǒng)對應(yīng)的檢測管線上開有探測孔，分光系統(tǒng)的上方設(shè)置有紅外光光源，分光系統(tǒng)的下方設(shè)置有傅里葉變換紅外光譜儀；傅里葉變換紅外光譜儀與計算機相連；檢測管線兩端分別設(shè)置有可調(diào)節(jié)的閥門；檢測管線上設(shè)置有帶閥門的真空泵；檢測管線上設(shè)置有溫度計以及負壓壓力表。本發(fā)明應(yīng)用光譜分析技術(shù)，具有高分辨率、高靈敏度、高信噪比、快速的特點，系統(tǒng)體積緊湊、穩(wěn)定性高，利用現(xiàn)場檢測的方式，靈活性強，檢測效率高。
文檔編號G01N21/35GK102445430SQ20111029856
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者劉維, 單良, 孔明, 崔穎, 趙軍, 郭天太, 陳淑星 申請人:中國計量學院