一种顺磁式氧分析仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种顺磁式氧分析仪，包括箱体，所述箱体内设有氧气通道、氮气通道、控制器，所述氧气通道和氮气通道均与所述控制器连接；所述氧气通道的出口与入口之间依次设有第一球阀、第一减压阀、第一压力表、第一氧氮质量流量控制器以及第一单向阀；所述氮气通道的出口与入口之间依次设有第二球阀、第二减压阀、第二压力表、第二氧氮质量流量控制器以及第二单向阀；所述氧气通道和氮气通道的出口皆连接气体混合筒的入口，所述气体混合筒的出口连接燃烧筒，所述气体混合筒上连接有顺磁式氧传感器。本实用新型提供的顺磁式氧分析仪，结构简单，测量数据精确度高、稳定性好，响应时间快，使用寿命长。
【专利说明】一种顺磁式氧分析仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种分析仪，特别是一种顺磁式氧分析仪。
【背景技术】
[0002]任何物质，在外界磁场的作用下，都会被磁化，呈现出一定的磁特性。物质在外磁场中被磁化，其本身会产生一个附加磁场，附加磁场与外磁场方向相同，该物质被吸引，表现为顺磁性；方向相反，该物质被排斥，表现为逆磁性。气体介质处于磁场也会被磁化，而且根据气体的不同也分别表现出顺磁性或逆磁性。如氧气、一氧化氮、二氧化氮等是顺磁性气体，氢气、氮气、二氧化碳、甲烷等是逆磁性气体。顺磁式氧分析仪是根据氧气的体积磁化率比一般气体高得多，在磁场中具有极高的顺磁特性的原理制成的一种测量气体中含氧量的分析仪器。
[0003]现有的临界氧指数分析仪，由于设置不够合理，因而存在着以下几点问题:(I)对氧气和氮气的混合是采用在燃烧筒的底部铺放小细沙石来达到混合效果的，因而会导致混合不充分，影响测量的准确度，导致结果准确性较差。(2)对氧气和氮气流量的控制主要有两种方式:第一种是利用一个玻璃转子流量计来控制氧气、氮气混合体的总流量，通过调节氧、氮的压力来改变混合气体的氧浓度；第二种是利用两个玻璃转子流量计分别控制氧、氮的流量，来调节混合气体的流量，从而调节混合气体中氧的浓度；这两种方式调节粗糙，准确度差，要达到一个稳定的浓度非常困难，测量的准确性相当差；氧、氮流量的控制不精确，会影响测量结果的准确度，导致结果准确性较差。(3)未设置有顺磁式氧传感器，因而整个过程响应时间过慢，精度不够高，使用寿命也不够长。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、测量数据精确、稳定性好的顺磁式氧分析仪。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案:
[0006]本实用新型一种顺磁式氧分析仪，包括箱体，所述箱体内设有氧气通道、氮气通道、控制器，所述氧气通道和氮气通道均与所述控制器连接；
[0007]所述氧气通道的出口与入口之间依次设有第一球阀、第一减压阀、第一压力表、第一氧氮质量流量控制器以及第一单向阀；
[0008]所述氮气通道的出口与入口之间依次设有第二球阀、第二减压阀、第二压力表、第二氧氮质量流量控制器以及第二单向阀；
[0009]所述氧气通道和氮气通道的出口皆连接气体混合筒的入口，所述气体混合筒的出口连接燃烧筒。所述气体混合筒连接有顺磁式氧传感器。
[0010]进一步地，所述氧氮质量流量控制器包括氧氮质量流量传感器和流量控制电磁比例阀，所述的氧氮质量流量传感器连接信号调理电路模块，所述的信号调理电路模块连接信号控制算法电路模块，所述的信号控制算法电路模块连接信号输出驱动电路模块，所述的信号输出驱动电路模块连接流量控制电磁比例阀，所述的信号调理电路模块连接信号输出电路模块，所述的信号控制算法电路模块连接控制信号输入电路模块。
[0011]进一步地，所述控制器是可编程序控制器PLC与扩展模块。
[0012]本实用新型所达到的有益效果是:
[0013](I)在燃烧筒的前级增加一级专用的气体混合筒，可以使氧、氮气体充分混合，从而解决由于氧、氮气体混合不均匀而造成的测量结果不准确的问题。
[0014](2)在气体混合筒上设置有顺磁式氧传感器，从而可以更加精确的控制氧、氮比例，增大测量结果的精确度。
[0015](3)本实用新型能够根据接收到的氧氮质量流量设定值，将仪器的氧氮质量流量精确的控制为接收到的质量流量设定值，精度高、稳定性好、抗干扰能力强。能够输出所监测的质量流量的电压信号，便于传输至上位机或主控制器进行屏幕显示。
[0016](4)本实用新型所提供的临界氧指数仪器，提高了试验效率，缩短了一个式样的测试时间，并且测试结果可视、精确。
[0017](5)通过设置顺磁式氧传感器，提高了响应时间，由于无背景气体干扰，因而测量结果精度更高，使用寿命没有限制。
[0018](6)本实用新型结构简单、操作方便、稳定性强，测量结果误差小。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0020]图1是本实用新型的结构示意图。
[0021]图2是氧氮质量流量控制器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023]如图1和图2所示，本实用新型一种设有氧氮质量流量控制器的临界氧指数分析仪，包括箱体，所述箱体内设有氧气通道、氮气通道、控制器，所述氧气通道和氮气通道均与所述控制器连接；所述氧气通道的出口与入口之间依次设有第一球阀1、第一减压阀2、第一压力表3、第一氧氮质量流量控制器4以及第一单向阀5;所述氮气通道的出口与入口之间依次设有第二球阀6、第二减压阀7、第二压力表8、第二氧氮质量流量控制器9以及二单向阀10 ;所述氧气通道和氮气通道的出口皆连接气体混合筒19的入口，所述气体混合筒19的出口连接燃烧筒11。所述氧气通道和氮气通道前面均依次设有气体压力表、气瓶减压阀，所述气瓶减压阀分别于氧气瓶、氮气瓶相连。所述气体混合筒19连接有顺磁式氧传感器20。
[0024]所述两个氧氮质量流量控制器均包括氧氮质量流量传感器12和流量控制电磁比例阀13，所述的氧氮质量流量传感器12连接信号调理电路模块14，所述的信号调理电路模块14连接信号控制算法电路模块15，所述的信号控制算法电路模块15连接信号输出驱动电路模块16，所述的信号输出驱动电路模块16连接流量控制电磁比例阀13，所述的信号调理电路模块14连接信号输出电路模块17，所述的信号控制算法电路模块15连接控制信号输入电路模块18。考虑到系统的稳定性，每个部分都用螺丝固定在机械框架结构上，各模块之间通过连接插件进行电气连接。气流首先经过氧氮质量流量传感器12，氧氮质量流量传感器12输出监测电压信号至控制电路，由控制电路输出相应信号驱动流量控制电磁比例阀13，通过控制流量控制电磁比例阀13的不同开度大小，达到控制氧氮质量流量的目的。
[0025]所述控制器是可编程序控制器PLC与扩展模块。
[0026]控制器是将该分析仪从人机界面设定的氧气浓度、氮气浓度设定值，计算转换成流量，再通过扩展模块，将数字控制量转化成模拟量输出至氧氮质量流量控制器中，通过模数转换器将实际流量反馈给PLC，最后由PLC将检测值数字量输出至临界氧指数分析仪的人机界面。
[0027]本实用新型通过在燃烧筒的前级增加一级专用的气体混合筒，可以使氧、氮气体充分混合，从而解决由于氧、氮气体混合不均匀而造成的测量结果不准确的问题。在气体混合筒上设置有顺磁式氧传感器，从而可以更加精确的控制氧、氮比例，增大测量结果的精确度。通过设置氧氮质量流量控制器，提高了试验效率，缩短了一个试样的测试时间，并且测试结果可视、精确。另外，本实用新型结构简单、操作方便、稳定性强，测量结果误差小。
[0028]本实用新型在使用时:
[0029]1、将氧指数分析仪放置在工作平台上(最好放在通风橱内)固定平稳。用随机附带的连接管和气源接头部件，分别将仪器后面的氧气、氮气接口，与对应的氧气、氮气钢瓶接口连接；再用随机配置的尼龙管一端接燃烧筒底座，另一端接仪器背面氮气和氧气接口。
[0030]2、开启电源，等待分析仪的触摸屏起动。开启氧气与氮气，压力调到0.1Mpa;之后点击触摸屏上的阀清洗键对氧气阀和氮气阀进行清洗。
[0031]3、选择起始氧浓度。通过观察试样在空气中的点燃情况，如果试样迅速燃烧，选择起始氧浓度约在18% (体积分数)；如果试样缓慢燃烧或不稳定燃烧，选择的起始氧浓度约在21% (体积分数)；如果试样在空气中不连续燃烧，选择的起始氧浓度至少为25% (体积分数)，这取决于点燃的难易程度或熄灭前燃烧时间的长短。
[0032]4、确保燃烧筒处于垂直状态。将试样垂直安装在所述燃烧筒的中心位置，使试样的顶端低于燃烧筒顶口至少100_，同时试样的最低点的暴露部分要高于燃烧筒基座的气体分散装置的顶面100mm。
[0033]5、氧、氮气体开始流入混合室，氧浓度达到设定值，在点燃试样前至少用混合气体冲洗燃烧筒30s。确保点燃及试样燃烧期间气体流速不变。
[0034]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种顺磁式氧分析仪，包括箱体，所述箱体内设有氧气通道、氮气通道、控制器，其特征在于: 所述氧气通道和氮气通道均与所述控制器连接； 所述氧气通道的出口与入口之间依次设有第一球阀、第一减压阀、第一压力表、第一氧氮质量流量控制器以及第一单向阀； 所述氮气通道的出口与入口之间依次设有第二球阀、第二减压阀、第二压力表、第二氧氮质量流量控制器以及第二单向阀； 所述氧气通道和氮气通道的出口皆连接气体混合筒的入口，所述气体混合筒的出口连接燃烧筒。 所述气体混合筒连接有顺磁式氧传感器。
2.根据权利要求1所述的一种顺磁式氧分析仪，其特征在于:所述氧氮质量流量控制器包括氧氮质量流量传感器和流量控制电磁比例阀，所述的氧氮质量流量传感器连接信号调理电路模块，所述的信号调理电路模块连接信号控制算法电路模块，所述的信号控制算法电路模块连接信号输出驱动电路模块，所述的信号输出驱动电路模块连接流量控制电磁比例阀，所述的信号调理电路模块连接信号输出电路模块，所述的信号控制算法电路模块连接控制信号输入电路模块。
3.根据权利要求1所述一种顺磁式氧分析仪，其特征在于:所述控制器是可编程序控制器PLC与扩展模块。
【文档编号】G01N24/10GK203587531SQ201320582376
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】贺名欢 申请人:苏州菲尼克斯质检仪器有限公司