专利名称：一种用于分析天然气热值的无损检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光谱学、燃料化学的交叉技术领域，具体是一种用于分析天然气热值的无损检测装置。
背景技术：
目前，我国商品天然气采用按体积计价，由于不同气源的天然气热值相差很大，造成相同价值下商品使用价值的差异性。因此，以天然气热值计价，体现按质论价的原则，是商品经济发展的需要。传统的天然气热值检测装置主要为热值仪，应用热平衡原理，首先对样气进行稳压减压，并测得气体密度，二次减压后，与助燃气体充分混合，进入燃烧室，点燃，通过测量进入燃烧室前后混合气体的温差ΔΤ推算天然气热值。此方法需要极其严格的流量、气压及温度控制，系统庞大而复杂，维护代价高昂，且故障频发。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供一种用于分析天然气热值的无损检测装置，采用现场检测的方式，利用傅里叶红外光谱仪搭建检测装置，对天然气组分进行精确定量分析。本发明是通过下述的技术方案实现的
在待检测的天然气管道上并联有一检测管线，检测管线的中段外围设置有分光系统， 该分光系统对应的检测管线上开有探测孔，使得光线能透过检测管线，分光系统的上方设置有红外光光源，分光系统的下方设置有傅里叶变换红外光谱仪； 所述的傅里叶变换红外光谱仪与计算机相连。所述的检测管线两端分别设置有可调节的阀门。所述的检测管线上设置有带阀门的真空泵。所述的检测管线上设置有温度计以及负压压力表。本发明装置与现有技术相比，取得的改进表现在
1、应用光谱分析技术，具有高分辨率、高灵敏度、高信噪比、快速的特点，装置体积紧凑、稳定性高；
2、无损方式检测天然气，不浪费资源，安全性高；
3、利用现场检测的方式，灵活性强，检测效率高。随着国家在光谱仪器方面的长足进步，国民购买力的不断增强，以及对天然气以热值计价的呼声与日俱增，本发明装置将具备广泛的应用前景。
图1为本发明装置的结构示意图； 图2为本发明检测流程图。1 天然气管道；21 左阀门；22 右阀门；3 检测管线；4 真空泵；5 真空泵阀门； 6 温度计；7 探测孔；8 傅里叶变换红外光谱仪；9 计算机；10 压力表。
具体实施例方式以下结合附图1、2对本发明作进一步说明。如图1所示，一种用于分析天然气热值的无损检测装置，包括天然气管道(1)，在所述天然气管道(1)上并联有一检测管线(3)，检测管线(3)左右两端分别设置有左阀门 (21)和右阀门(22)，中段设置有探测孔(7)，该中段外围设置有分光系统，分光系统的上方设置有红外光光源，分光系统的下方设置有傅里叶变换红外光谱仪(8)，傅里叶变换红外光谱仪(8)与计算机(9)相连。天然气管道(1)为输气状态下的高压管道，弓I出的检测管线(3)为耐压材质，其两端的左阀门(21)和右阀门(22)可根据实际需要进行调节，探测孔(7)为透明耐压材质，供光谱仪(8)采集管线背景频谱、天然气频谱。检测管线(3)的上还设有带真空泵阀门(5)的真空泵(4)，用于排空管线；温度计 (6)与负压压力表(10)，用于监测管线的温度、压力，它们将作为推算常压、室温(20°C)状态下天然气组分的反演参数。傅里叶变换红外光谱仪(8)上连接的计算机(9)，用于分析管线背景频谱、天然气频谱。结合附图2，利用本发明进行检测的具体步骤为
步骤一，采集背景频谱
1、在所有阀门都关闭，检测管线(3)内未引入天然气的前提下，打开真空泵阀门(5)， 等待压力表(10)读数降到0. 1毫米汞柱以下并且保持恒定；
2、待检测管线(3)中已经没无任何残留气体，用傅里叶变换红外光谱仪(8)采集背景频谱。若真空泵(4)的振动干扰了频谱的采集，可以先关闭真空泵阀门(5)，后关闭真空泵 (4)，随后采集背景频谱(注意此时压力表(10)读数不应有明显变动)。步骤二，采集天然气样品频谱
1、关闭真空泵阀门(5)，关闭真空泵(4)后，记录温度计(6)读数。缓慢打开并调整管线左阀门(21)，当天然气充满管线后，打开管线右阀门(22)，使天然气在相同于天然气管道(1)压力下连续流经检测管线(3 )；
2、当检测管线内气体流速稳定，记录压力表(10)读数，用傅里叶变换红外光谱仪(8) 采集天然气的频谱，以现场压力、温度为反演参数，用计算机(9)依据实验室数据进行反演处理，推算出各组分在20°C，一个标准大气压下的体积占比。步骤三按照气体混合定律计算天然气热值。实际应用中，燃气的水蒸气通常以气体状态排出，因此本发明以天然气低位热值进行计算。根据ISO 6976 :1995,在燃烧参比温度
4下，计量参比温度为6，压力力τ的天然气理想气体体积低热值按下式计算
权利要求
1. 一种用于分析天然气热值的无损检测装置，其特征在于在待检测的天然气管道上并联有一检测管线，检测管线的中段外围设置有分光系统，该分光系统对应的检测管线上开有探测孔，使得光线能透过检测管线，分光系统的上方设置有红外光光源，分光系统的下方设置有傅里叶变换红外光谱仪；所述的傅里叶变换红外光谱仪与计算机相连； 所述的检测管线两端分别设置有可调节的阀门； 所述的检测管线上设置有带阀门的真空泵； 所述的检测管线上设置有温度计以及负压压力表。
全文摘要
本发明公布了一种用于分析天然气热值的无损检测装置。现有技术天然气仍采用体积计价，不同气源的天然气热值差异很大。本发明是在待检测的天然气管道上并联一检测管线，检测管线的中段外围设置有分光系统，该分光系统对应的检测管线上开有探测孔，分光系统的上方设置有红外光光源，分光系统的下方设置有傅里叶变换红外光谱仪；傅里叶变换红外光谱仪与计算机相连；检测管线两端分别设置有可调节的阀门；检测管线上设置有带阀门的真空泵；检测管线上设置有温度计以及负压压力表。本发明应用光谱分析技术，具有高分辨率、高灵敏度、高信噪比、快速的特点，系统体积紧凑、稳定性高，利用现场检测的方式，灵活性强，检测效率高。
文档编号G01N21/35GK102445430SQ20111029856
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者刘维, 单良, 孔明, 崔颖, 赵军, 郭天太, 陈淑星 申请人:中国计量学院