一种在线湿度计取样装置的制作方法

本申请属于在线监测设备技术领域，具体涉及一种在线湿度计取样装置。

背景技术：

目前，绝大多数烟道插入式在线湿度计只能适用于相对较好的工艺环境下，例如，食品，医疗，实验室，大气环境监测等。当这些产品用于高温度，高腐蚀性的电力、钢铁、化工等恶劣的烟气排放工艺环境下，就会出现传感器腐蚀、老化、寿命短的通病。尤其是当烟道插入式在线湿度计用于“固定污染源烟气排放连续监测”的工况下，不仅对仪表的准确度有很高的要求，同时也对其连续运行的时效性和可靠性提出很大的挑战。

随着国家对污染物排放控制要求不断加严，虽然污染物的排放尤其是so2、nox等腐蚀性酸性气体的排放限值已经很低，但这些少量存在的酸性气体与湿度大的烟气中冷凝析出的水混合能形成酸液，长时间滞留在传感器取样部分会导致测量误差变大，传感器寿命缩短等严重后果。即使烟气温度高于90℃(烟气露点)不易产生酸液，但也会因为温度过高，造成传感器的损坏。

市场上现有的的烟道插入式在线湿度计也普遍存在上述两类问题，这些问题可以通过途径解决：1)选用品质较高的传感器实现，但生产成本和销售价格上升会影响企业效益；2)通过改造不合理的取样装置，以较低的生产成本解决上述存在的两类问题，达到事半功倍的目的。

如图1所示，典型的烟道插入式在线湿度计，其设备主要由防护罩1、信号采集处理显示输出单元2、探管3、防腐外壳4、传感器5以及金属滤芯6组成。该湿度计通过连接法兰安装到通有烟气的烟囱(烟道)上，烟囱(烟道)内流动的烟气先通过金属滤芯6，该滤芯把颗粒物等杂质过滤，起到保护传感器5的敏感元件不受污染的作用。防腐外壳4一方面用于固定传感器，便于拆卸安装和维护；另一方面避免烟气中的酸性气体腐蚀内部导线和传感器5。传感器5把湿度原始信号传送到信号采集处理显示输出单元2，最后由该单元完成所有信号转换，显示和输出。该取样装置仅有滤芯和防腐外壳组成，较为简单。该取样装置仅有滤芯和防腐外壳组成，在湿度大、颗粒物浓度较大的烟气中，不仅容易结垢，同时水气在滤芯内部冷凝形成酸液，长时间运行容易被腐蚀。

如图2所示，另一类在线湿度计取样装置，除了取样装置外，其他外形结构和原理与技术方案一基本类似。该取样装置主要由导流管1’、传感器及滤芯国定支架5’组成。其中导流管1’由导流管固定螺丝2’(4个)、导流孔3’(5个)以及引风口4’组成。其中传感器及滤芯国定支架5’由陶瓷滤芯6’、热敏电阻7’、加热模块8’及传感器9’组成。导流管1’安装时需要把引风口4’正对烟气流向，让足够的烟气流到该采样装置内，导流孔3’也用来吸收烟气，使得烟气在导流管形成气流，也可以阻挡大的颗粒物进入导流管内部。传感器及滤芯国定支架5’前半部分用于安装陶瓷过滤器6’，后半部分用于安装固定热敏电阻7’、加热模块8’和传感器9’。热敏电阻7’、加热模块8’和温度控制电路部分用于加热该支架，使得其温度接近100℃，把可能会冷凝的水加热成气态水，避免在陶瓷滤芯处结垢和形成酸液。传感器9’采集经过陶瓷过滤器后气态的湿度信号。当安装完毕这些部件后，用耐高温的胶水密封这些安装孔，避免烟气倒灌腐蚀导线和电路板等零部件。虽然采用加热方式避免酸液的产生，但在颗粒物浓度大的烟气中也会积灰结垢，堵住陶瓷过滤器，导致测量不准的后果。

技术实现要素：

针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种。

为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：

一种在线湿度计取样装置，包括：取样机构，其导流部分与气流方向相对设置；信号处理单元，其通过探管与所述取样机构连接，所述信号处理单元完成信号转换、显示和输出；以及反吹管，其穿过所述探管并与所述取样机构连通设置，其中，所述反吹管通入压缩空气。

进一步地，上述的在线湿度计取样装置，其中，所述取样机构包括导流管、陶瓷滤芯以及固定支架，其中，所述陶瓷滤芯安装在所述导流管的内部并与所述反吹管连通设置，所述固定支架的一端用于安装陶瓷滤芯，所述固定支架的另一端安装湿度传感器、温度传感器、加热模块以及反吹管；所述温度传感器、所述加热模块以及温度控制单元用于加热该固定支架，使其温度接近70～80℃；所述湿度传感器采集经过陶瓷滤芯过滤后气态的湿度信号并通过线路传输给所述信号处理单元。

进一步地，上述的在线湿度计取样装置，其中，所述取样机构还包括隔板，所述隔板安装在所述导流管的内部并将所述导流管一分为二设置，所述导流管具有较短侧和较长侧，其中，所述较短侧为进气口，所述较长侧为排气口。

进一步地，上述的在线湿度计取样装置，其中，所述隔板为弯折结构，其中，所述隔板的前端朝所述进气口弯折第一角度设置，所述隔板的弯折点和所述进气口边缘的连线与所述隔板的后端所在的平面形成第二夹角设置。

进一步地，上述的在线湿度计取样装置，其中，所述第一夹角为120～140°，所述第二夹角为25～45°。

进一步地，上述的在线湿度计取样装置，其中，所述第一夹角为135°，所述第二夹角为30°

进一步地，上述的在线湿度计取样装置，其中，所述反吹管上还设有电磁阀，所述电磁阀通过线缆与所述信号处理单元电连接。

进一步地，上述的在线湿度计取样装置，其中，所述反吹管上还设有调压过滤器。

进一步地，上述的在线湿度计取样装置，其中，还包括防护罩，所述防护罩设置在所述信号处理单元的外部。

进一步地，上述的在线湿度计取样装置，其中，所述反吹管中通入压缩空气的压力大于0.4mpa，流量大于100l/min。

与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：

本申请中的湿度传感器和陶瓷滤芯均处于加热环境中，即使烟气流速变慢，形成少量结垢，但是在定时反吹作用下，陶瓷滤芯和导流管内的少量积灰和酸液被吹走，本申请可以避免积灰、结垢和腐蚀传感器的情况出现，又能实现稳定、可靠、准确地测量；

本申请集烟气导流、加热、反吹为一体，适用于较为恶劣的“固定污染源烟气排放连续监测”工况中，实现无积灰、结垢，无酸液腐蚀传感器和稳定、可靠、准确地测量的效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：现有的烟道插入式在线湿度计结构示意图；

图2：现有的在线湿度计取样装置结构示意图；

图3：本申请在线湿度计取样装置结构示意图；

图4：本申请中取样机构的剖视图；

图5：本申请中固定支架的剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。

如图3所示，本实施例一种在线湿度计取样装置，包括：取样机构10，其导流部分与气流方向相对设置；信号处理单元30，其通过探管20与所述取样机构10连接，所述信号处理单元30完成信号转换、显示和输出；以及反吹管40，其穿过所述探管20并与所述取样机构10连通设置，其中，所述反吹管40通入压缩空气。

所述取样机构10的导流部分应正面对准气流方向，同时需对所述反吹管40介入压力大于0.4mpa，流量大于100l/min的压缩空气。

所述取样机构10包括导流管11、陶瓷滤芯12以及固定支架50，其中，所述陶瓷滤芯12安装在所述导流管11的内部并与所述反吹管40连通设置，所述固定支架50的一端用于安装陶瓷滤芯12，所述固定支架50的另一端安装湿度传感器51、温度传感器52、加热模块53以及反吹管40；所述温度传感器52、所述加热模块53以及温度控制单元用于加热该固定支架50及其附近环境，使其温度接近70～80℃；所述湿度传感器51采集经过陶瓷滤芯12过滤后气态的湿度信号并通过线路传输给所述信号处理单元30。

所述加热模块53用于加热湿度传感器51到70～80℃，原因是：1)多数芯片或传感器的极限最高工作温度为70～85℃之间；2)当有定时反吹气流过该区域时，加热模块53也会把反吹气加热，不会使陶瓷滤芯12堵塞或结垢；3)加热温度虽然不能达到100℃，但会避免产生大量的冷凝水，也不会产生大量酸液腐蚀传感器。

所述反吹管40上还设有电磁阀41，所述电磁阀41通过线缆与所述信号处理单元30电连接。在所述信号处理单元30可设置自动反吹间隔时间，其中，一般间隔时间为1～3天。用户如果需要测试反吹功能，也可以手动控制电磁阀41，此时压缩空气通过下文所述的调压过滤器42过滤气体中的杂质(水和油)，然后沿着反吹管40一直反吹到所述取样机构10中的所述陶瓷滤芯12，同时也把导流管11的积灰和结垢一起吹回到烟道或烟囱中。

进一步地，在本实施例中，所述反吹管40上还设有调压过滤器42，所述调压过滤器42可过滤气体中的杂质(水和油)。

本实施例还包括防护罩60，所述防护罩60设置在所述信号处理单元30的外部，所述防护罩60可有效防止信号处理单元30受烟气、尘土等。

本实施例除了上述的反吹和加热部分外，其还设有隔板13，所述隔板13安装在所述导流管11的内部并将所述导流管11一分为二设置，所述导流管11具有较短侧和较长侧，其中，所述较短侧为进气口，所述较长侧为排气口。所述隔板13为弯折结构，其中，所述隔板13的前端朝所述进气口弯折第一角度设置，所述隔板13的弯折点和所述进气口边缘的连线与所述隔板13的后端所在的平面形成第二夹角β设置。进一步地，所述隔板13与导流管11管壁焊在一起。

所述第一夹角α为120～140°，所述第一夹角α优选为135°；所述第二夹角β为25～45°，所述第二夹角β优选为30°。上述设置使得烟气正对弯折的隔板13，使得烟气改变方向，沿着隔板13进入陶瓷滤芯12周围的区域。

由于烟气中的水分是呈扩散、流动状态的，因此湿度传感器51不需要接触大量的烟气，只需要扩散出的水分含量能到达传感器就可以测量到湿度信号。当烟气到达陶瓷滤芯12附近，由于隔板13使得内径减小了一半，在等流量的烟气下，流速在陶瓷滤芯12附近比前端隔板13处小了4倍，使得烟气与湿度传感器51充分接触。传感器和加热零件所在的位置用耐腐蚀、耐高温的胶水堵住，反吹管40末端用常闭电磁阀关闭。因此所有的烟气在测量时只能通过排气口返回烟道(烟囱)内。

本申请中的湿度传感器和陶瓷滤芯均处于加热环境中，即使烟气流速变慢，形成少量结垢，但是在定时反吹作用下，陶瓷滤芯和导流管内的少量积灰和酸液被吹走，因此，本实施例可以避免积灰、结垢和腐蚀传感器的情况出现，又能实现稳定、可靠、准确地测量。本申请集烟气导流、加热、反吹为一体，适用于较为恶劣的“固定污染源烟气排放连续监测”工况中，实现无积灰、结垢，无酸液腐蚀传感器和稳定、可靠、准确地测量的效果。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。