一種恒壓式閉環(huán)控制的尾氣自動收集方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種恒壓式閉環(huán)控制的尾氣自動收集方法及裝置。本發(fā)明中的缸蓋底部兩側(cè)分別裝有溫度傳感器和壓力傳感器，缸蓋底部中心與毛細(xì)鋼管一端連接，毛細(xì)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(xì)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(xì)鋼管為入氣端，且與毛細(xì)鋼管相連的緩沖盒上端裝有壓力傳感器；干燥裝置的輸出端通過毛細(xì)鋼管與緩沖盒的一側(cè)相連接。燃燒池的輸出端的毛細(xì)鋼管通過快速接頭與干燥裝置的輸入端的毛細(xì)鋼管相連接。本發(fā)明收集尾氣所采用的是自動控制收集，通過緩沖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(zhuǎn)動量，從而達(dá)到收集尾氣的效果。
【專利說明】一種恒壓式閉環(huán)控制的尾氣自動收集方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種尾氣收集裝置及其對應(yīng)的收集方法，尤其是涉及一種恒壓式閉環(huán)控制的尾氣自動收集方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[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(jìn)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(xué)的計量方式，在天然氣貿(mào)易中被廣泛采用。
[0003]然而，我國目前尚普遍采用以體積計量作為天然氣貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)。我國在包括天然氣在內(nèi)的燃?xì)鉄嶂涤嬃炕鶚?biāo)準(zhǔn)方面還比較落后，現(xiàn)有燃?xì)鉄嶂涤嬃矿w系不能滿足氣體能源的快速發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對【背景技術(shù)】的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種恒壓式閉環(huán)控制的尾氣自動收
集裝置。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)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(nèi)的活塞桿一端與活塞相連接，另一端焊接在連接板上；連接板兩端裝有導(dǎo)向桿，磁柵尺讀數(shù)頭通過支座固定在連接板的一側(cè)，且對應(yīng)的磁條貼在套筒內(nèi)壁上；滾珠絲桿的下端跟活塞桿相連接，另一端穿過套筒通過聯(lián)軸器與伺服電機相連接，且滾珠絲桿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(cè)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(xì)管接頭與毛細(xì)鋼管一端連接，且毛細(xì)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(xì)鋼管與電磁閥連接；三通閥第二端通過毛細(xì)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(xì)鋼管為入氣端，且與毛細(xì)鋼管相連的緩沖盒上端裝有壓力傳感器；干燥裝置的輸出端通過毛細(xì)鋼管與緩沖盒的一側(cè)相連接。燃燒池的輸出端的毛細(xì)鋼管通過快速接頭與干燥裝置的輸入端的毛細(xì)鋼管相連接。其中干燥裝置采用三道吸收方式，干燥罐套在底座上，且其上下端通過毛細(xì)管接頭與毛細(xì)管相連接，干燥罐之間通過快速接頭相連接。所采用的吸收劑為無水氯化鈣。
[0006]利用上述裝置進(jìn)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(dāng)管路中的空氣吸收完畢時，使用惰性氣體對裝置管路進(jìn)行清洗，清洗結(jié)束后，檢測緩沖盒中的壓力，設(shè)定初始值。當(dāng)燃?xì)膺M(jìn)入燃燒池時，關(guān)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后將先進(jìn)入干燥裝置中，對尾氣中的水蒸氣進(jìn)行吸收。然后將進(jìn)入緩沖盒中，緩沖盒上的壓力傳感器將檢測到緩沖盒中的壓力，此時氣壓值將高于初始值，且連續(xù)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于初始值；當(dāng)燃燒結(jié)束且充一定量的惰性氣體洗凈裝置后，伺服電機將停止轉(zhuǎn)動，進(jìn)行活塞缸收集氣體體積計算。裝置收集完尾氣后，關(guān)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(zhuǎn)動伺服電機，排出一定量的尾氣進(jìn)入煙氣分析取樣容器中，選用紅外氣體分析儀，進(jìn)行氣體組分跟濃度分析。
[0007]與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明的有益效果是:
1.本發(fā)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.裝置收集尾氣所采用的是自動控制收集，通過緩沖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(zhuǎn)動量，從而達(dá)到收集尾氣的效果。
[0009]3.整個裝置以活塞缸體積為計量標(biāo)準(zhǔn)，利用磁柵尺將活塞位移反饋給控制系統(tǒng)，實現(xiàn)一個閉環(huán)測量系統(tǒng)。同時安裝了壓力傳感器和溫度傳感器可對系統(tǒng)進(jìn)行溫度壓力補償，大大提高了裝置的體積測量精度。
[0010]4.干燥裝置的設(shè)計方式，能夠使尾氣中的水蒸氣充分的吸收，且便于拆卸下各個干燥罐進(jìn)行稱量及更換罐內(nèi)的吸收劑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖；
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體圖。

【具體實施方式】
[0012]如圖1和圖2所示，本發(fā)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(nèi)的活塞桿一端與活塞相連接，另一端焊接在連接板4上；連接板4兩端裝有導(dǎo)向桿3，磁柵尺讀數(shù)頭通過支座固定在連接板4的一側(cè)，且對應(yīng)的磁條貼在套筒5內(nèi)壁上；滾珠絲桿24的下端跟活塞桿相連接，另一端穿過套筒5通過聯(lián)軸器與伺服電機I相連接，且滾珠絲桿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(cè)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(xì)管接頭8與毛細(xì)鋼管12-3 一端連接，且毛細(xì)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(xì)鋼管12與電磁閥10連接；三通閥13 —端通過毛細(xì)鋼管12-1與煙氣分析取樣容器11相連；與三通閥13 —側(cè)相連的毛細(xì)鋼管12-2為入氣端，且與毛細(xì)鋼管12-2相連的緩沖盒14上端裝有壓力傳感器21 ;干燥裝置的輸出端通過毛細(xì)鋼管與緩沖盒14的一側(cè)相連接。燃燒池17的輸出端的毛細(xì)鋼管19通過快速接頭20與干燥裝置的輸入端的毛細(xì)鋼管相連接。氣體通過毛細(xì)鋼管18進(jìn)入燃燒池17中進(jìn)行燃燒。其中干燥裝置采用三道吸收方式，干燥罐16套在底座15上，且其上下端通過毛細(xì)管接頭8與毛細(xì)管相連接，干燥罐16之間通過快速接頭20相連接。所采用的吸收劑為無水氯化鈣。
[0013]裝置缸蓋23底部兩側(cè)分別裝有溫度傳感器9跟壓力傳感器22，根據(jù)活塞缸7的熱膨脹系數(shù)和彈性系數(shù)將溫度與壓力引起的形變誤差進(jìn)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(shù)頭通過支座固定在連接板4的一側(cè)，且對應(yīng)的磁條貼在套筒5內(nèi)壁上，將活塞桿的位置反饋給控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)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，采集傳感器信號，分析尾氣體積。
[0014]本發(fā)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(dāng)管路中的空氣吸收完畢時，使用惰性氣體對裝置管路進(jìn)行清洗，清洗結(jié)束后，檢測緩沖盒中的壓力，設(shè)定初始值。當(dāng)燃?xì)膺M(jìn)入燃燒池時，關(guān)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后將先進(jìn)入干燥裝置中，對尾氣中的水蒸氣進(jìn)行吸收。然后將進(jìn)入緩沖盒中，緩沖盒上的壓力傳感器將檢測到緩沖盒中的壓力，此時氣壓值將高于初始值，且連續(xù)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于初始值，從而在收集氣體的過程中，通過閉環(huán)控制，保持管路中的壓力基本恒定；當(dāng)燃燒結(jié)束且充一定量的惰性氣體洗凈裝置后，電機將停止轉(zhuǎn)動，進(jìn)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(zhuǎn)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(jìn)行燃燒池環(huán)形管，進(jìn)行充分釋放熱量的效果；轉(zhuǎn)動速度過慢將會導(dǎo)致管路中的氣流倒流，對燃燒池的燃燒造成影響。裝置收集完尾氣后，關(guān)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(zhuǎn)動伺服電機，排出一定量的尾氣進(jìn)入煙氣分析取樣容器中，選用紅外氣體分析儀，進(jìn)行氣體組分跟濃度分析。
【權(quán)利要求】
1.一種恒壓式閉環(huán)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(nèi)的活塞桿一端與活塞相連接，另一端焊接在連接板(4)上；連接板(4)兩端裝有導(dǎo)向桿(3)，磁柵尺讀數(shù)頭通過支座固定在連接板(4)的一側(cè)，且對應(yīng)的磁條貼在套筒(5)內(nèi)壁上；滾珠絲桿(24)的下端跟活塞桿相連接，另一端穿過套筒(5)通過聯(lián)軸器與伺服電機(I)相連接，且滾珠絲桿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(cè)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(xì)管接頭(8)與毛細(xì)鋼管(12-3) —端連接，且毛細(xì)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(xì)鋼管與電磁閥(10)連接；三通閥(13) 一端通過毛細(xì)鋼管(12-1)與煙氣分析取樣容器(11)相連；與三通閥(13)—側(cè)相連的毛細(xì)鋼管(12-2)為入氣端，且與毛細(xì)鋼管(12-2)相連的緩沖盒(14)上端裝有壓力傳感器(21);干燥裝置的輸出端通過毛細(xì)鋼管與緩沖盒(14)的一側(cè)相連接；燃燒池(17)的輸出端的毛細(xì)鋼管(19)通過快速接頭(20)與干燥裝置的輸入端的毛細(xì)鋼管相連接，其特征在于該方法具體是: 打開兩個電磁閥，由小型真空泵吸收裝置中管路的空氣，當(dāng)管路中的空氣吸收完畢時，使用惰性氣體對裝置管路進(jìn)行清洗，清洗結(jié)束后，檢測緩沖盒中的壓力，設(shè)定初始值；當(dāng)燃?xì)膺M(jìn)入燃燒池時，關(guān)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后將先進(jìn)入干燥裝置中，對尾氣中的水蒸氣進(jìn)行吸收；然后將進(jìn)入緩沖盒中，緩沖盒上的壓力傳感器將檢測到緩沖盒中的壓力，此時氣壓值將高于初始值，且連續(xù)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于初始值；當(dāng)燃燒結(jié)束且充一定量的惰性氣體洗凈裝置后，伺服電機將停止轉(zhuǎn)動，進(jìn)行活塞缸收集氣體體積計算；裝置收集完尾氣后，關(guān)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(zhuǎn)動伺服電機，排出一定量的尾氣進(jìn)入煙氣分析取樣容器中，選用紅外氣體分析儀，進(jìn)行氣體組分跟濃度分析。
2.—種恒壓式閉環(huán)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(nèi)的活塞桿一端與活塞相連接，另一端焊接在連接板(4)上；連接板(4)兩端裝有導(dǎo)向桿(3)，磁柵尺讀數(shù)頭通過支座固定在連接板(4)的一側(cè)，且對應(yīng)的磁條貼在套筒(5)內(nèi)壁上；滾珠絲桿(24)的下端跟活塞桿相連接，另一端穿過套筒(5)通過聯(lián)軸器與伺服電機(I)相連接，且滾珠絲桿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，其特征在于:缸蓋(23)底部兩側(cè)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(xì)管接頭(8)與毛細(xì)鋼管(12-3)—端連接，且毛細(xì)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(xì)鋼管與電磁閥(10)連接；三通閥(13)—端通過毛細(xì)鋼管(12-1)與煙氣分析取樣容器(11)相連；與三通閥(13)—側(cè)相連的毛細(xì)鋼管(12-2)為入氣端，且與毛細(xì)鋼管(12-2)相連的緩沖盒(14)上端裝有壓力傳感器(21);干燥裝置的輸出端通過毛細(xì)鋼管與緩沖盒(14)的一側(cè)相連接；燃燒池(17)的輸出端的毛細(xì)鋼管(19)通過快速接頭(20)與干燥裝置的輸入端的毛細(xì)鋼管相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尾氣自動收集裝置，其特征在于:所述的干燥裝置采用三道吸收方式，干燥罐(16)套在底座(15)上，且其上下端通過毛細(xì)管接頭(8)與毛細(xì)管相連接，干燥罐(16)之間通過快速接頭(20)相連接；所采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(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】李東升, 竺林坤, 胡佳成, 張洪軍 申請人:中國計量學(xué)院