一种样气预处理系统的制作方法

本实用新型涉及气体分析技术领域，特别涉及一种样气预处理系统。

背景技术：

样气预处理系统是在线气体分析的核心和关键技术，是为了保证在线气体分析仪主机正常工作的外部辅助设备。由于在线气体分析仪属于精密仪器，因此必须配备相应的样气预处理系统。样气预处理系统应遵循三大原则：①安全原则（防爆、防燃烧、防毒、防腐蚀等）；②保持样气组成成分的原则；③满足分析仪主机工作条件的原则。样气预处理系统的功能主要包括：提取样气、过滤样气、稳压稳流、自动标定、自动采样、自动清洗、尾气清洗及环境报警等。

目前国内外样气预处理的关键技术是除去或改变样气的干扰或阻碍成分，保证样气原始的分析组分。样气预处理过程中不能失真，样气进入分析仪前应达到标准气或者符合分析主机的分析前置要求，例如洁净、干燥、常温等等。现有样气预处理系统设计关注点主要集中在除湿、除尘、防爆三个方面，而在其它方面研究不足，特别是稳压稳流方面的处理严重不足。现有稳压稳流的处理多采用简单的三通阀进行调整，主机里配备流量计粗略的显示流量，例如图1所示的实时在线气体分析监测系统，样气（煤粉与空气的混合物）通过样气进口进入分析仪内的冷凝箱冷却除湿，样气放出的热量通过分析仪外壁的散热片散发出去，经过冷却除湿的气体通过滤水阀得到洁净干燥的目标气体，经流量计和三通阀后进入传感器分析，废气通过排气口排出。这种处理方式不能起到稳压稳流的效果，三通阀和流量计只是起到节流阀的作用，无法实现对局部阻力的增减控制，不能够保证进入传感器前的气体压力为定值，尤其是对于需要精确测量小流量的气体分析组分时会导致测量出现严重的偏差，而传感器是用于测量样气的待测组分的量化数据并输出给相应的人员或控制系统，进入传感器的气体特别是对于流量敏感的传感器，其流量控制非常关键。

精密工业中使用的质量流量控制器（mfc，massflowcontroller），不仅具有质量流量计的功能，而且它能自动控制气体流量，mfc能够自动地将流量恒定在用户根据需要预先设定的流量，这样系统压力有波动或环境温度有变化时，也不会使其偏离设定值。质量流量控制器是可以手动设定或与计算机连接自动控制的气体稳流装置，稳流效果很好，但缺点是价格昂贵，一旦受到粉尘、液体油污、潮湿的腐蚀性气体、易燃易爆、有毒危害气体的污染，会导致控制精度大幅降低，不适用于环境自然条件恶劣的工矿企业现场正常运行的稳压稳流要求。

技术实现要素：

为了解决现有样气预处理过程无法确保进入传感器前的气体压力稳定，以及高精密流量控制器价格昂贵、应用环境受限的问题，本实用新型提供了一种样气预处理系统，包括气体探头、样气电磁阀、第一过滤器、冷凝器、蠕动泵、抽样泵、第二过滤器、减压阀、冷凝液收集器、气体检测传感器和废气收集器；所述气体探头与所述样气电磁阀的入口连接；所述样气电磁阀的出口与所述第一过滤器的入口连接；所述第一过滤器的出口与所述冷凝器的入口连接；所述冷凝器的气相出口与所述抽样泵的入口连接；所述抽样泵的出口与所述第二过滤器的入口连接；所述第二过滤器的出口与所述减压阀的入口连接；所述减压阀的出口与所述气体检测传感器的入口连接；所述气体检测传感器的出口与所述废气收集器连接；所述减压阀的泄压口与所述废气收集器连接；所述冷凝器的液相出口与所述蠕动泵的入口连接；所述蠕动泵的出口与所述冷凝液收集器连接。

进一步，所述系统还包括压缩空气汇流板和压缩空气电磁阀；所述压缩空气汇流板的入口与压缩空气连接，所述压缩空气汇流板的出口与所述压缩空气电磁阀的入口连接；所述压缩空气电磁阀的出口与所述气体探头连接。

进一步，所述系统还包括第三过滤器和空气电磁阀；所述第三过滤器的入口与空气连接，所述第三过滤器的出口与所述空气电磁阀的入口连接；所述空气电磁阀的出口与所述第一过滤器的入口连接。

进一步，所述系统还包括流量调节阀、标气汇流板和闸阀；所述流量调节阀的入口与标气连接，所述流量调节阀的出口与所述标气汇流板的入口连接；所述标气汇流板的出口通过所述闸阀与所述气体检测传感器的入口连接。

优选地，所述气体检测传感器为co检测传感器。

本实用新型提供的样气预处理系统，通过减压阀替换现有技术起到节流阀作用的三通阀和流量计，实现了进入气体检测传感器的气体流量值稳定，保证了气体检测传感器测量输出值的稳定性和可靠性。本实用新型提供的样气预处理系统可通过减压阀调节进入气体检测传感器的气体压力、流量，压力、流量适用范围广，并且减压阀的供货渠道、生产厂家众多，可选择范围广，经济可靠，特别适于大范围推广。

附图说明

图1是现有技术实时在线气体分析监测系统的工艺原理图；

图2是本实用新型实施例提供的样气预处理系统的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。

参见图2，本实用新型实施例提供的样气预处理系统，包括气体探头sp1、气体探头sp2、样气电磁阀z1.1、样气电磁阀z2.1、过滤器f1.1、过滤器f2.1、冷凝器l1、冷凝器l2、蠕动泵r1、蠕动泵r2、抽样泵m1、抽样泵m2、过滤器f1.2、过滤器f2.2、减压阀j1、减压阀j2、冷凝液收集器s1、气体检测传感器1、气体检测传感器2和废气收集器。气体探头sp1与样气电磁阀z1.1的入口连接；样气电磁阀z1.1的出口与过滤器f1.1的入口连接；过滤器f1.1的出口与冷凝器l1的入口连接；冷凝器l1的气相出口与抽样泵m1的入口连接；抽样泵m1的出口与过滤器f1.2的入口连接；过滤器f1.2的出口与减压阀j1的入口连接；减压阀j1的出口与气体检测传感器1的入口连接；气体检测传感器1的出口与废气收集器连接；减压阀j1的泄压口与废气收集器连接；冷凝器l1的液相出口与蠕动泵r1的入口连接；蠕动泵r1的出口与冷凝液收集器s1连接。气体探头sp2与样气电磁阀z2.1的入口连接；样气电磁阀z2.1的出口与过滤器f2.1的入口连接；过滤器f2.1的出口与冷凝器l2的入口连接；冷凝器l2的气相出口与抽样泵m2的入口连接；抽样泵m2的出口与过滤器f2.2的入口连接；过滤器f2.2的出口与减压阀j2的入口连接；减压阀j2的出口与气体检测传感器2的入口连接；气体检测传感器1的出口与废气收集器连接；减压阀j1的泄压口与废气收集器连接；冷凝器l1的液相出口与蠕动泵r1的入口连接；蠕动泵r1的出口与冷凝液收集器s1连接。

本实用新型实施例采用2个气体探头进行采集样气，而在实际应用中，气体探头的数量可以根据现场工艺要求设置多个，以全方位准确地获取不同位置的样气，以便精准地对样气进行分析。对于采用2个以上的气体探头采集样气，进行样气预处理的技术方案与本实施例完全相同，本实施例不再一一列举。需要说明的是：每个冷凝器的液相出口均通过对应的蠕动泵输送至冷凝液收集器，即使用一个冷凝液收集器接收所有的冷凝水；冷凝水通过管道进行废水收集，再进行环保无害化处理后，排入江河或污水管网。在具体应用中，气体检测传感器可为co检测传感器。

在实际应用中，为了实现对气体探头的定时吹扫，防止样气堵塞气体探头，本实用新型实施例的样气预处理系统还可包括压缩空气汇流板和压缩空气电磁阀。其中，压缩空气汇流板的入口与压缩空气连接，压缩空气汇流板的出口与压缩空气电磁阀的入口连接；压缩空气电磁阀的出口与气体探头连接。参见图2，以本实施例为例，压缩空气汇流板的入口与压缩空气连接，压缩空气汇流板的出口分别与压缩空气电磁阀y1.1和压缩空气电磁阀y1.2连接，压缩空气电磁阀y1.1的出口与气体探头sp1连接，压缩空气电磁阀y1.2的出口与气体探头sp2连接。

在实际应用中，为了实现对气体检测传感器的调零校准，本实用新型实施例的样气预处理系统还可包括第三过滤器和空气电磁阀。其中，第三过滤器的入口与空气连接，第三过滤器的出口与空气电磁阀的入口连接，空气电磁阀的出口与第一过滤器的入口连接。参见图2，以本实施例为例，过滤器f0的入口与空气连接，过滤器f0的出口分别与空气电磁阀z1.2和空气电磁阀z2.2的入口连接，空气电磁阀z1.2的出口与过滤器f1.1的入口连接，空气电磁阀z2.2的出口与过滤器f2.1的入口连接。

在实际应用中，为了实现对气体检测传感器的精度校准，本实用新型实施例的样气预处理系统还可包括流量调节阀、标气汇流板和闸阀。其中，流量调节阀的入口与标气连接，流量调节阀的出口与标气汇流板的入口连接，标气汇流板的出口通过闸阀与气体检测传感器的入口连接。参见图2，以本实施例为例，流量调节阀的入口与标气连接，流量调节阀的出口与标气汇流板的入口连接，标气汇流板的出口通过闸阀w1与气体检测传感器1的入口连接，标气汇流板的出口通过闸阀w2与气体检测传感器2的入口连接。

本实用新型实施例的样气预处理系统在正常工作时，压缩空气电磁阀y1.1和压缩空气电磁阀y1.2均处于关闭状态，空气电磁阀z1.2和空气电磁阀z2.2均处于关闭状态，闸阀w1和w2均处于关闭状态，样气电磁阀z1.1和样气电磁阀z2.1均处于打开状态，气体探头sp1采集的样气（煤粉与空气的混合物）进入过滤器f1.1除去大颗粒后，进入冷凝器l1冷却，经过冷却的样气通过抽样泵m1输送至过滤器f1.2，除去微小颗粒，进入减压阀j1，减压阀j1根据设定的压力值输出恒定压力的样气，如果进入减压阀j1的样气压力大于减压阀j1设定的压力，那么多余样气会通过减压阀j1的泄压口排出至废气收集器，保证减压阀j1出口输出恒定压力的样气；恒定压力的样气进入气体检测传感器1分析，气体检测传感器1排出的废气排入废气收集器；冷凝器l1内的冷凝液通过蠕动泵r1排入至冷凝液收集器s1；同理，气体探头sp2采集的样气（煤粉与空气的混合物）进入过滤器f2.1除去大颗粒后，进入冷凝器l2冷却，经过冷却的样气通过抽样泵m2输送至过滤器f2.2，除去微小颗粒，进入减压阀j2，减压阀j2根据设定的压力值输出恒定压力的样气，如果进入减压阀j2的样气压力大于减压阀j2设定的压力，那么多余样气会通过减压阀j2的泄压口排出至废气收集器，保证减压阀j2出口输出恒定压力的样气；恒定压力的样气进入气体检测传感器2分析，气体检测传感器2排出的废气排入废气收集器；冷凝器l2内的冷凝液通过蠕动泵r2排入至冷凝液收集器s1。

本实用新型实施例的样气预处理系统在吹扫时，需要关闭样气电磁阀z1.1和样气电磁阀z2.1，打开压缩空气电磁阀y1.1和压缩空气电磁阀y1.2，压缩空气经过压缩空气汇流板分流后分别进入气体探头sp1和气体探头sp2，实施吹扫。吹扫结束后，关闭压缩空气电磁阀y1.1和压缩空气电磁阀y1.2，打开样气电磁阀z1.1和样气电磁阀z2.1。

本实用新型实施例的样气预处理系统在对气体检测传感器进行调零校准时，需要关闭样气电磁阀z1.1和样气电磁阀z2.1，打开空气电磁阀z1.2和空气电磁阀z2.2，空气依次经过过滤器f1.1、冷凝器l1、抽样泵m1、过滤器f1.2、减压阀j1到达气体检测传感器1，以及空气依次经过过滤器f2.1、冷凝器l2、抽样泵m2、过滤器f2.2、减压阀j2到达气体检测传感器2，实施调零校准，多余空气排入废气收集器；调零校准后，关闭空气电磁阀z1.2和空气电磁阀z2.2，打开样气电磁阀z1.1和样气电磁阀z2.1。

本实用新型实施例的样气预处理系统在对气体检测传感器进行精度校准时，需要关闭样气电磁阀z1.1和样气电磁阀z2.1，打开闸阀w1和闸阀w2，标气在流量调节阀的控制下进入标气汇流板分流后，分别进入气体检测传感器1和气体检测传感器2，实施精度校准，多余标气排入废气收集器；精度校准后，关闭闸阀w1和闸阀w2，打开样气电磁阀z1.1和样气电磁阀z2.1。

本实用新型实施例的样气预处理系统，使用减压阀替换现有技术起到节流阀作用的三通阀和流量计，由于减压阀出口的气体压力是定值，并且气体检测传感器后的气阻也是定值，因此气体检测传感器的前后压差就是定值，这样使得进入气体检测传感器的气体流量值稳定，保证了气体检测传感器测量输出值的稳定性和可靠性，提高了样气组分量化数据的准确性。另外，本实用新型实施例的样气预处理系统具有气路布局简洁、灵活方便，气阻部位少，进入气体检测传感器的流量裕度大等优点，并且进入气体检测传感器的气体压力、流量均可通过减压阀调节，压力、流量适用范围广，再加上减压阀的供货渠道、生产厂家众多，可选择范围广，经济可靠，特别适于大范围推广。经过试验及现场测试，验证了进入气体检测传感器的流量及压力稳定可控，尤其适用于小流量（流量≤1l/min）气体的应用，改造费用低，经济适用。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。