一种氧含量校准气体采样装置及氧含量在线校准方法
【专利摘要】本发明涉及精密仪器技术领域，尤其涉及一种氧含量校准气体采样装置及氧含量在线校准方法。本发明提供了一种氧含量在线校准方法，其包括：S1、环境空气通过管路流入第二预处理模块；S2、流入第二预处理模块内的环境空气通过过滤装置处理后，得到洁净空气；S3、控制三通阀或两个二通阀，使得步骤S2中的洁净空气流入校准管路，并通过氧传感器测量流入校准管路内的洁净空气的实际氧含量值，得到校准管路内的氧含量校准值；S4、将步骤S3中经氧传感器模块测量后的洁净空气通过采样泵排放。本申请提供的在线校准方法，精确度高，稳定性好，可控性高，安全可靠；且能在对氧传感器模块校准的同时监控分析仪的零点是否发生漂移，实用性强。
【专利说明】
一种氧含量校准气体采样装置及氧含量在线校准方法
技术领域
[0001]本发明涉及精密仪器技术领域，尤其涉及一种氧含量校准气体采样装置及氧含量在线校准方法，具体涉及一种能提高氧含量的监测精度和稳定性的氧含量校准气体采样装置及氧含量在线校准方法。
【背景技术】
[0002]当前，在常规的烟气气体成分在线分析仪中，氧含量是必不可少的监控参数之一。而对于氧含量的检测，通常在常温环境中，采用电化学式氧传感器;而在高温环境中采用氧化锆式氧传感器。对于这两种传感器，在长时间的使用过程中，受环境温度及管路堵塞(管路气压增大)的影响，其测试结果的准确度会发生较大的变化。除此之外，由于传感器的实现原理所需要的介质(如电解质等)会随其使用时间的增加而逐渐减少，从而使得氧传感器的长期稳定性较差。
[0003]从现有分析仪的设计情况来看，其主要侧重于提高其他气体成分(如二氧化硫、一氧化氮等)的监测准确度，很少去关注氧含量监测的准确度。同时，从现场的使用情况来看，为提高氧传感器的测试精度，并补偿其受温度和压力的影响，通常使用污染源附近的空气进行氧传感器校准，很少配置标准浓度的氧气来校准氧传感器，校准误差偏大，精确度低，会影响使用者对该处测量值的误差，可能会造成严重后果。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明的目的是:提供一种能提高氧含量的监测精度和稳定性的氧含量校准气体采样装置及氧含量在线校准方法，以解决现有的气体分析仪在进行校准氧传感器时存在精确度低及稳定差的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种氧含量在线校准方法，其包括如下操作步骤:
[0008]S1、环境空气通过管路流入第二预处理模块；
[0009]S2、流入第二预处理模块内的环境空气通过过滤装置处理后，得到洁净空气；
[0010]S3、控制三通阀或两个二通阀，使得步骤S2中的洁净空气流入校准管路，并通过氧传感器测量流入校准管路内的洁净空气的实际氧含量值，得到校准管路内的氧含量校准值；
[0011]S4、将步骤S3中经氧传感器模块测量后的洁净空气经过分析装置后通过采样栗排放至大气中。
[0012]本发明还提供了一种氧含量校准气体采样装置，分别与控制装置及分析装置连接，用于校核氧传感器的检测精度，其包括阀模块、氧传感器模块及采样栗，所述阀模块与氧传感器模块连接，所述氧传感器模块通过所述分析装置与所述采样栗连接;所述阀模块与所述控制装置连接，所述阀模块的输入端连接有待测气体输入单元及环境空气输入单元，所述环境空气输入单元包括与所述阀模块连接的第二预处理模块，所述第二预处理模块设有与环境空气连接的进气口且所述第二预处理模块内设有过滤装置。
[0013]其中，所述氧传感器模块内设有与所述控制装置连接的压力传感器。
[0014]其中，所述氧传感器模块内设有与所述控制装置连接的温度传感器。
[0015]其中，所述阀模块为三通阀或两个二通阀。
[0016]其中，所述待测气体输入单元包括与所述阀模块连接的第一预处理模块，所述第一预处理模块设有与待测气体源连接的进气口。
[0017]其中，该氧含量校准气体采样装置还包括一端与所述待测气体源连接，另一端与所述采样栗连接的流量反馈调节模块，所述流量反馈调节模块用于调节流入所述待测气体输入单元的待测气体的流量。
[0018](三)有益效果
[0019]本发明的上述技术方案具有如下优点:本发明提供了一种氧含量在线校准方法，包括如下操作步骤:S1、环境空气通过管路流入第二预处理模块;S2、流入第二预处理模块内的环境空气通过过滤装置处理后，得到洁净空气；S3、控制三通阀或两个二通阀，使得步骤S2中的洁净空气流入校准管路，并通过氧传感器测量流入校准管路内的洁净空气的实际氧含量值，得到校准管路内的氧含量校准值;S4、将步骤S3中经氧传感器模块测量后的洁净空气经过分析装置后通过采样栗排放至大气中。本申请通过利用经第二预处理模块处理后的洁净空气对氧传感器模块进行校准，以在线补偿传感器自身受温度的影响，精确度高，同时提高其长期对待测气体中含氧量进行监测的稳定性，可控性高，安全可靠。另外，本申请提供的氧含量在线校准方法操作步骤简单方便，且在对氧传感器模块校准的同时监控分析仪的零点是否发生漂移，实用性强，利于进行标准化生产及推广。
【附图说明】
[0020]图1是本发明实施例的氧含量校准气体采样装置、分析装置及控制装置间连接方式的结构框图；
[0021]图2是本发明实施例的氧含量校准气体采样装置的内部组成结构框图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]如图1至图2所示，本发明提供了一种氧含量在线校准方法，其包括如下操作步骤:
[0024]S1、环境空气通过管路流入第二预处理模块;其中，第二预处理模块设有与环境空气连接的进气口；
[0025]S2、流入第二预处理模块内的环境空气通过过滤装置处理后，得到洁净空气；其中，洁净空气指的是未受污染的空气，其组成应与正常空气中的相一致，通常用空气组成的本地值作比较，以判别是否洁净或受污染的程度；
[0026]S3、控制三通阀或两个二通阀，使得步骤S2中的洁净空气流入校准管路，并通过氧传感器测量流入校准管路内的洁净空气的实际氧含量值，得到校准管路内的氧含量校准值;采用洁净空气来校核氧传感器模块是否处于标准值，精确度高；同时通过控制装置来控制氧传感器模块，提高其长期对待测气体中含氧量进行监测的稳定性，可控性高，安全可
A+-.罪；
[0027]S4、将步骤S3中经氧传感器模块测量后的洁净空气经过分析装置后通过采样栗排放至大气中(即排气)。其中，在分析装置与采样栗之间还可设有冷却除水子单元，通过采用冷却除水子单元与常规的采样栗处理后，避免了污染排放源的使用，提高了采样的稳定性及可控性，增强了系统的环境适应性。
[0028]本发明还提供了一种氧含量校准气体采样装置，分别与控制装置及分析装置连接，用于校核氧传感器的检测精度，其包括阀模块、氧传感器模块及采样栗，阀模块与氧传感器模块连接，氧传感器模块通过分析装置与采样栗连接;阀模块与控制装置连接，阀模块的输入端连接有待测气体输入单元及环境空气输入单元，环境空气输入单元包括与阀模块连接的第二预处理模块，第二预处理模块设有与环境空气连接的进气口且第二预处理模块内设有过滤装置。在本实施例中，过滤装置可根据现场环境空气中污染物的成分及含量，配置相应的用于过滤对应成分的装置;优选地，阀模块可采用两个二通阀或一个三通阀。其中，二通阀或三通阀为电磁阀门或机械阀门。为适应全程高温采样，需将阀模块的线圈置于常温区，电磁阀阀体底座置于高温区。
[0029]具体地，本申请提供的氧含量校准气体分析仪通过利用经第二预处理模块处理后的洁净空气对氧传感器模块进行校准，以在线补偿传感器自身受温度的影响，精确度高，同时提高其长期对待测气体中含氧量进行监测的稳定性，可控性高，安全可靠。另外，本申请提供的氧含量校准气体采样装置，结构简单，操作方便，且在对氧传感器模块校准的同时监控分析装置的零点是否发生漂移，实用性强，利于进行标准化生产及推广。
[0030]进一步地，氧传感器模块内设有与控制装置连接的压力传感器。从现有的实验数据分析，氧传感器的输出信号强度与压力成线性关系，因此在氧传感器模块中增加压力传感器，以实时监控流入气体的压力值，进而在线补偿管路压力给测量结果所带来的影响。
[0031]进一步地，氧传感器模块内设有与控制装置连接的温度传感器。为适应多变的环境温度，适时的控制阀模块的切换时间，在氧传感器模块中增加温度传感器，以实时监控流入气体的温度值，进而便于在环境温度的变化超过一定范围时，即时启动校准。
[0032]特别的，在本实施例中，氧传感器模块内同时设有压力传感器及温度传感器，不仅对氧传感器进行了压力补偿，同时也有利于提升氧传感器的环境温度适应能力，进而进一步地提高了氧传感器的监测精度，有利于维护测试结果的正确性。
[0033]具体地，在本实施例中，待测气体输入单元包括与阀模块连接的第一预处理模块，第一预处理模块设有与待测气体源连接的进气口。其中，为适用于不同组分的分析需求，设置的第一预处理模块可以是简单的滤尘处理，也可以是做干扰扣除处理。
[0034]进一步地，在本实施例中，该氧含量校准气体采样装置还包括一端与待测气体源连接，另一端与采样栗连接的流量反馈调节模块，流量反馈调节模块用于调节流入待测气体输入单元的待测气体的流量。其中，流量反馈调节装置可以为设有电磁阀的三通接头，结合控制装置内的气体流量参数，以实现对流入待测气体输入单元内的特定流量的气体进行分析。特别的，流量反馈调节装置既可以手动控制，也可以自动控制，根据实际实施条件需要选择相应的调节方式。
[0035]特别的，在本实施例中，控制装置、氧含量校准气体采样装置及分析装置均为可分离式模块，不仅适用于在线监测，同时也适用于便携式监测，并通过对分析装置进行替换，即可实现适用于绝大部分抽取式烟气成分分析仪表，增强了本申请中烟气分析系统的通用性。
[0036]特别的，在本实施例中，控制装置均通过快插式电气连接头分别与氧含量校准气体采样装置及分析装置进行连接。拆装方便，便于及时更换所述分析装置，以快速实现不同成分的分析。
[0037]本发明还提供了一种氧含量校准气体采样装置的气体测量方法，其包括如下操作步骤:
[0038]S1、待测气体源内的待测气体流入第一预处理模块;其中，第一预处理模块设有与待测气体源连接的进气口；
[0039]S2、通过调节流量反馈调节模块，使得步骤SI中的一部分气体流入待测气体输入单元，剩余气体通过采样栗排出；
[0040]S3、打开电磁阀，使得步骤S2中流入待测气体输入单元的气体依次经过氧传感器模块、分析装置及冷却除水子单元处理后，并通过采样栗排出。其中，本申请通过采用冷却除水子单元与常规的采样栗，避免了污染排放源的使用，提高了采样的稳定性及可控性，增强了系统的环境适应性。
[0041]综上所述，本发明提供了一种氧含量在线校准方法，包括如下操作步骤:S1、环境空气通过管路流入第二预处理模块;S2、流入第二预处理模块内的环境空气通过过滤装置处理后，得到洁净空气；S3、控制三通阀或两个二通阀，使得步骤S2中的洁净空气流入校准管路，并通过氧传感器测量流入校准管路内的洁净空气的实际氧含量值，得到校准管路内的氧含量校准值;S4、将步骤S3中经氧传感器模块测量后的洁净空气经过分析装置后通过采样栗排放至大气中。本申请通过利用经第二预处理模块处理后的洁净空气对氧传感器模块进行校准，以在线补偿传感器自身受温度的影响，精确度高，同时提高其长期对待测气体中含氧量进行监测的稳定性，可控性高，安全可靠。另外，本申请提供的氧含量在线校准方法操作步骤简单方便，且在对氧传感器模块校准的同时监控分析仪的零点是否发生漂移，实用性强，利于进行标准化生产及推广。
[0042]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种氧含量在线校准方法，其特征在于:包括如下操作步骤: 51、环境空气通过管路流入第二预处理模块； 52、流入第二预处理模块内的环境空气通过过滤装置处理后，得到洁净空气； 53、控制三通阀或两个二通阀，使得步骤S2中的洁净空气流入校准管路，并通过氧传感器测量流入校准管路内的洁净空气的实际氧含量值，得到校准管路内的氧含量校准值； 54、将步骤S3中经氧传感器模块测量后的洁净空气经过分析装置后通过采样栗排放至大气中。2.一种氧含量校准气体采样装置，分别与控制装置及分析装置连接，用于校核氧传感器的检测精度，其特征在于:包括阀模块、氧传感器模块及采样栗，所述阀模块与氧传感器模块连接，所述氧传感器模块通过所述分析装置与所述采样栗连接;所述阀模块与所述控制装置连接，所述阀模块的输入端连接有待测气体输入单元及环境空气输入单元，所述环境空气输入单元包括与所述阀模块连接的第二预处理模块，所述第二预处理模块设有与环境空气连接的进气口且所述第二预处理模块内设有过滤装置。3.根据权利要求2所述的氧含量校准气体采样装置，其特征在于:所述氧传感器模块内设有与所述控制装置连接的压力传感器。4.根据权利要求2或3所述的氧含量校准气体采样装置，其特征在于:所述氧传感器模块内设有与所述控制装置连接的温度传感器。5.根据权利要求2所述的氧含量校准气体采样装置，其特征在于:所述阀模块为三通阀或两个二通阀。6.根据权利要求2所述的氧含量校准气体采样装置，其特征在于:所述待测气体输入单元包括与所述阀模块连接的第一预处理模块，所述第一预处理模块设有与待测气体源连接的进气口。7.根据权利要求6所述的氧含量校准气体采样装置，其特征在于:还包括一端与所述待测气体源连接，另一端与所述采样栗连接的流量反馈调节模块，所述流量反馈调节模块用于调节流入所述待测气体输入单元的待测气体的流量。
【文档编号】G01N27/26GK105973954SQ201610576108
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月20日
【发明人】邓荣, 彭冉, 刘德华, 严浩, 王本腊, 刘海东, 易玉龙
【申请人】力合科技（湖南）股份有限公司