专利名称：主流烟气中氮氧化物检测控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种按时间控制对卷烟主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)进行检测的自动化检测控制器，尤其涉及用于由国家烟草专卖局提出而建立的《化学发光法测定卷烟主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)》标准项目而设计的分析系统中的一种检测控制器。
背景技术：
对卷烟主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)的测量，世界各国的研究者们作了大量的工作，从二十世纪五十年代以来塞曼(Saltzman)法首次被应用于氮氧化物的测定，后来又有科学家用紫外分光光度法、比色法、滴定法、参比离子电极法等进行测定，直到1972年科学家们开始用化学发光法分析测定烟气气相中的氮氧化物，研究表明化学发光法是测定卷烟主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)的一种有效的方法。而在我们国家用化学发光法分析测定氮氧化物(NO/NOx)，主要应用于大气环保测量，用于卷烟主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)的测量则是一个空白。这样问题已提出有了相应的测量设备和方法，如何研制出一套可以直接对卷烟主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)进行分析的控制装置，使之成为一个自动测量的系统。从而达到可自动、快速、方便、准确地控制与之相应的测量设备，减少人工操作误差，降低工作强度等的目的。
发明内容
本实用新型的目的是为了实现对主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)的测定自动化，从而达到可自动、快速、方便、准确地控制与之相应的测量设备，减少人工操作误差，降低工作强度等的目的。
本实用新型所采用的技术方案如下一种主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)检测控制器，包括光耦电路，标准频率发生器及其分频电路，定时电路，驱动电路，执行机构，定时及状态开关选择装置和开关电源；其中，光耦电路，将接收到的由正常工作的吸烟机发出的光信号转变成电信号，启动标准频率发生器机器分频电路；标准频率发生器及其分频电路，根据光耦电路发出的电信号启动，开始计时；定时电路，在烟气从吸烟机进入混合室混合的采样延时到了选定的采样延时时间，向驱动电路发出启动信号；驱动电路，接收定时电路发出的启动信号，驱动执行机构开启或关闭采样通路与排气通路；执行机构，由驱动电路控制，开启采样通路，使采样仪进行采样工作，采样时间结束后，关闭采样通路并开启排气通路，排气时间结束后，关闭排气通路；定时及状态开关选择装置安装在检测控制器的仪器面板上，包括采样延时选择装置和状态选择装置，采样延时选择装置用来选择采样延时时间，状态选择装置用来控制检测控制装置处于测量的待工作状态或停止的非待工作状态；开关电源，用来为检测控制器供电。
光耦电路由光敏三级管及其门电路组成。
标准频率发生器机器分频电路包括4040和4060元件。
定时电路由多个与门和非门构成，包括十一个74LS30、二个74LS04和二个74LS08。
驱动电路包括74LS74双D触发器和二对NPN晶体管。
执行机构由二个电磁阀组成，处于采样通路上的为127型，处于排气通路上为124型。
采样延时装置可控制选择的采样延时时间为5、6、7或8秒，采样时间为10秒，排气时间为60秒。
电源输出电压为DC24V和DC5V。
本实用新型用于《化学发光法测定卷烟主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)》标准项目的分析系统，该分析系统由检测控制器、吸烟机、混合室、42CNO/NOx分析仪、真空泵、流量计、隔膜泵、磁力搅拌器及连接的气路组成。
本实用新型的主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)检测控制器能按照预定时间准确地控制检测程序自动循环进行，得到的测量数据与手动测量相比重复性好。此外，采用光-电耦合技术，使系统各部分既能协调一致工作又能各自独立工作。控制装置是整套系统的核心部分，缺少了该套控制装置将不能实现对卷烟主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)的测定，同时该套装置大幅度提高了检测样品的测量精确度，测量结果重复性好，样品回收率高。具有自动化程度高，检测控制方便的特点，从而大幅度降低了工作强度。本实用新型属国内首创，国外无文献及专利报道，填补了国内对主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)检测项目的空白。而且，由于分析系统中采用了国际公认的化学发光发和42CNO/NOx分析仪，所以本实用新型具有与国际接轨的重要意义。
图1是本实用新型所应用的烟气氮氧化物(NO/NOx)分析系统的示意图；图2是本实用新型的主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)检测控制器的电路结构框图；图3是本实用新型的工作控制时序图；图4是本实用新型的具体电路图。
具体实施方式
请参考附图，如图2所示的一种主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)检测控制器，包括光耦电路，标准频率发生器及其分频电路，定时电路，驱动电路，执行机构，定时及状态开关选择装置和开关电源。其中，光耦电路由光敏三极管及其门电路组成。标准频率发生器及其分频电路由4040和4046等元件组成。定时电路由11个与门(74LS30)、二个非门(74LS04)、二个与门(74LS08)构成。驱动电路由双D触发器(74LS74)和二对NPN晶体管等组成。执行机构由二个电磁阀组成，代号STC3(124型)、STC4(127型)。定时、状态开关选择装置安装在仪器面板上，其中“采样延时”为4选1的定时时间开关，可选5、6、7或8秒，“状态选择”为选择控制器为待工作d的”状态或选择则控制器为非待工作的停止”状态的2选1开关。开关电源的输出电压为DC24V和DC5V。
下面根据图2和图3的说明本实用新型的主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)检测控制器各组成电路对分析系统进行的检测控制程序。
测量之前，如图1显示的整个系统中除控制器之外，吸烟机、真空泵、磁力搅拌器、42C分析仪等仪器设备均应处于正常运转中。一个测量周期确定T＝60秒。
控制器的“采样延时”选择以5秒为例来说明工作过程图3显示在系统中5秒的采样延时时间分为2秒和3秒的时段。
按下定时、状态开关选择装置的“测量”开关，控制器处于“测量”状态。由正常工作的吸烟机发出光信号，光信号通过光耦电路转变成电信号，启动标准频率发生器及其分频电路开始计时，此时为t＝0时刻，吸烟机中的烟气通过气路进入混合室进行搅拌。当t＝0到t＝5秒时刻时，定时电路发出信号给驱动电路。驱动电路将STC4开启，接通混合室到42C-NO/NOx分析仪(以下简称42C)的采样通路，使混合室中的样品烟气输入至42C，采样时间为10秒，采样结束。此时立即关闭STC4，开启STC3，使混合室与42C的采样通路切断，与真空泵的排气通路接通，使混合室中剩余烟气排出至大气，这一排气过程直至t＝60秒时结束。接着吸烟机的下一个光信号发出，开始重复到T＝60秒的全过程。
按下“状态选择”开关中的“结束”开关，控制器立即停止工作。
图4是显示本实用新型的具体电路图。
本实用新型的主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)检测控制器能按照预定时间准确地控制检测程序自动循环进行，得到的测量数据与手动测量相比重复性好。此外，采用光-电耦合技术，使系统各部分既能协调一致工作又能各自独立工作。而且，由于分析系统中采用了国际公认的化学发光发和42CNO/NOx分析仪，所以本实用新型具有与国际接轨的重要意义。
权利要求1.一种主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于包括光耦电路，标准频率发生器及其分频电路，定时电路，驱动电路，执行机构，定时及状态开关选择装置和开关电源；其中，所述光耦电路，将接收到的由正常工作的吸烟机发出的光信号转变成电信号，启动所述标准频率发生器机器分频电路；所述标准频率发生器及其分频电路，根据所述光耦电路发出的电信号启动，开始计时；所述定时电路，在烟气从吸烟机进入混合室混合的采样延时到了选定的采样延时时间，向所述驱动电路发出启动信号；所述驱动电路，接收所述定时电路发出的启动信号，驱动所述执行机构开启或关闭采样通路与排气通路；所述执行机构，由所述驱动电路控制，开启采样通路，使采样仪进行采样工作，采样时间结束后，关闭采样通路并开启排气通路，排气时间结束后，关闭排气通路；所述定时及状态开关选择装置安装在所述检测控制器的仪器面板上，包括采样延时选择装置和状态选择装置，所述采样延时选择装置用来选择采样延时时间，所述状态选择装置用来控制所述检测控制装置处于测量的待工作状态或停止的非待工作状态；所述开关电源，用来为上述各电路供电。
2.根据权利要求1所述的主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于所述光耦电路由光敏三级管及其门电路组成。
3.根据权利要求1所述的主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于所述标准频率发生器机器分频电路包括4040和4060元件。
4.根据权利要求1所述的主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于所述定时电路由多个与门和非门构成。
5.根据权利要求4所述的主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于所述多个与门和非门包括十一个74LS30、二个74LS04和二个74LS08。
6.根据权利要求1所述的主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于所述驱动电路包括双D触发器和二对晶体管。
7.根据权利要求6所述的主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于所述双D触发器为74LS74，所述晶体管为NPN晶体管。
8.根据权利要求1所述的主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于所述执行机构由二个电磁阀组成。
9.根据权利要求8所述的主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于所述二个电磁阀中，处于所述采样通路上的为127型，处于所述排气通路上为124型。
10.根据权利要求1所述的主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于所述采样延时装置可控制选择的所述采样延时时间为5、6、7或8秒。
11.根据权利要求1所述的主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于所述采样时间为10秒，所述排气时间为60秒。
12.根据权利要求1所述的主流烟气中氮氧化物检测控制器，其特征在于所述开关电源输出电压为DC24V和DC5V。
专利摘要一种主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)自动检测控制器，包括光耦电路，标准频率发生器及其分频电路，定时电路，驱动电路，执行机构，定时及状态开关选择装置和开关电源。主要控制过程为光耦电路，将吸烟机发出的光信号转变成电信号，启动标准频率发生器机器分频电路开始计时。到了选定的采样延时时间，定时电路向驱动电路发出启动信号，驱动电路驱动执行机构开启或关闭采样通路与排气通路，实现分析采样。本实用新型能按照预定时间准确地控制检测程序自动循环进行，测量结果重复性好，样品回收率高。而手动测量无法实现对主流烟气中氮氧化物(NO/NOx)进行检测。
文档编号G01N21/00GK2655227SQ20032012194
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月19日 优先权日2003年11月19日
发明者李东旭, 肖璧陶, 李铁宝, 戴亚 申请人:北京绿绵巨贸科贸有限公司