高精度宽量程便携式烟气采样器的制作方法

本实用新型涉及烟气采样技术领域，尤其涉及一种动力风量范围更大，最大流量不变的情况下最小流量可以更小，可测气体流量量程更宽的高精度宽量程便携式烟气采样器。

背景技术：

便携式烟气采样器是用电机带动泵腔内部隔阂往复运动作为动力源，流量计作为测量机构，配合压力传感器和控制处理器来达到气体流量计量的目的。现有技术中的便携式烟气采样器存在测量范围窄，小流量无法测量或测量不准的问题。

一般情况下，隔膜泵的风量在运行中和转速是成正比关系的，电机的转速越大，气体通过泵腔的流量就会越大。电机在启动电压下有一个启动转速，启动转速对应隔膜泵的最小流量，低于此最小流量的量程范围无法测量。当采小流量时，电机工作在启动电压附近，电流波动大，电机转速不稳定，会引起运行不稳定和噪声，隔膜泵的流量脉动性也越明显，引起测量精度降低。

通常便携式烟气采样器是以孔板节流装置作为节流阻力件，孔板节流装置输出的差压信号经过开方之后才与流量成正比关系，使得流量测量的量程比较小，测量范围窄。

因此，亟需一种动力风量范围更大，最大流量不变的情况下最小流量可以更小，可测气体流量量程更宽的高精度宽量程便携式烟气采样器。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种动力风量范围更大，最大流量不变的情况下最小流量可以更小，可测气体流量量程更宽的高精度宽量程便携式烟气采样器。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：提供一种高精度宽量程便携式烟气采样器，包括：孔板气嘴、第一气泵、三通元件及控制系统，外界气体依次经过所述孔板气嘴、第一气泵，并接入所述三通元件的输入端，所述三通元件还包括第一输出端及第二输出端，当采样气流低于所述第一气泵的启动气流时，所述控制系统控制所述三通元件的第一输出端关闭，并控制所述三通元件的第二输出端打开，并接回所述第一气泵的进气口，所述采样气路连接在所述第一气泵与所述三通元件之间。

当采样气流高于所述第一气泵的启动气流时，所述控制系统控制所述三通元件的第二输出端关闭，并控制所述三通元件的第一输出端打开，所述采样气路连接在所述第一输出端上。

所述控制系统包括：

压力传感器及控制器；

所述压力传感器设于所述孔板气嘴两端，用于检测所述孔板气嘴两端的压力，并发送给所述控制器，所述控制器还与所述第一气泵连接，并用于控制所述第一气泵的工作功率；

所述控制器还与所述三通元件连接，并用于控制所述三通元件的工作。

还包括第一气阻件，所述三通元件的第二输出端通过所述第一气阻件接回所述第一气泵的进气口。

还包括第二气阻件，所述采样气路上还连接有所述第二气阻件。

所述第一气阻件及第二气阻件的结构相同。

还包括一气仓，所述气仓连接于所述孔板气嘴与所述第一气泵之间。

还包括第二气泵，所述三通元件的第二输出端通过所述第二气泵接回所述第一气泵的进气口，且所述第二气泵上还与所述控制器连接。

与现有技术相比，由于在本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型主要提供一种计量量程更宽，计量精度更准的气路采样装置。

2.本实用新型采用回接的气路连接方式，利用伯努利方程原理控制旁路和主路的气阻大小，从而来控制气泵在高转速下输出低流量，保证低流量有高转速时一样优越的稳定性。

3.本实用新型采用回接气路控制系统，设定对应采样流量反馈给控制器，控制器基于pid算法控制气泵电机的输出参数以及电磁阀通断等，实现流量精准控制。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

图1所示为本实用新型高精度宽量程便携式烟气采样器的一个实施例的示意图。

图2所示为如图1所示的高精度宽量程便携式烟气采样器的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应属于本实用新型保护的范围。

参考图1，本实用新型实施例提供的高精度宽量程便携式烟气采样器100，包括：孔板气嘴1、第一气泵2、三通元件3及控制系统4，外界气体依次经过所述孔板气嘴1、第一气泵2，并接入所述三通元件3的输入端31，所述三通元件3还包括第一输出端32及第二输出端33，当采样气流低于所述第一气泵2的启动气流时，所述控制系统4控制所述三通元件3的第一输出端32关闭，并控制所述三通元件3的第二输出端33打开，并接回所述第一气泵2的进气口，具体是接回所述孔板气嘴1与所述第一气泵2之间的采样管路5上，此时，通过所述三通元件3的第二输出端33接回所述第一气泵的进气口，是增大了进入所述第一气泵2的进气口的气流，即是提高了所述第一气泵2的工作功率，所述采样气路6连接在所述第一气泵2与所述三通元件3之间。所述采样气流是通过所述采样气路6进行流通，即是说，通过所述采样气路6内的气流是所述采样气流，是本实用新型采样器所实际希望采样的气流。

需要说明的是，本实用新型的所有实施例中，采样管路5，是用于连接所述孔板气嘴1、第一气泵2、三通元件3上的主管路，采样气流是指采样过程中从所述采样管路5获得的气流，是采样过程中实际希望获取的气流，采样气流可以是所有通过所述孔板气嘴1的气流，也可以是通过所述孔板气嘴1的气流的一部分气流，还需要说明的是，通过所述孔板气嘴1的气流即是外界气体进入本实用新型采样器的气流。

需要说明的是，所述第一气泵2的启动气流，是指在所述第一气泵2最低转速下，通过所述孔板气嘴1的气流。实际采样过程中，所述采样气流可能很低，低于所述启动气流，而且所述第一气泵2的启动气流往往是不稳定的，因为此时所述第一气泵2的电机的工作转速不稳定，造成了启动气流的波动比较大，不利于采样的稳定性和准确度。

一个实施例中，参考图1，当采样气流高于所述第一气泵2的启动气流时，所述控制系统4控制所述三通元件3的第二输出端33关闭，并控制所述三通元件3的第一输出端32打开，所述采样气路6a连接在所述第一输出端32上。此时，由于所述采样气流比较大，大于所述第一气泵2的启动气流，只需将所述第一气泵2的工作功率提高到所述采样气流大小即可。

一个实施例中，参考图1，所述控制系统4包括：

压力传感器41及控制器42；

所述压力传感器41设于所述孔板气嘴1两端，用于检测所述孔板气嘴1两端的压力，并发送给所述控制器42，所述控制器42还与所述第一气泵2连接，并用于控制所述第一气泵2的工作功率；

所述控制器42还与所述三通元件3连接，并用于控制所述三通元件3的工作。具体是用于控制所述三通元件3的两个输出端，哪个关闭，哪个打开。

一个实施例中，参考图1，还包括第一气阻件7，所述三通元件3的第二输出端33通过所述第一气阻件7接回所述第一气泵2的进气口。通过设置所述第一气阻件7，能够有效地测量通过所述第一气阻件7即接回所述采样管路5重新接回所述第一气泵2的进气口的气流量大小。

一个实施例中，参考图1，还包括第二气阻件8，所述采样气路6上还连接有所述第二气阻件8。通过设置所述第二气阻件8，能够有效地测量通过所述第二气阻件8的采样气流的大小。

一个实施例中，所述第一气阻件7及第二气阻件8的结构相同。气阻件的结构属于现有技术，详细内容可以参见申请人已授权的实用新型专利，公开号为：204007733u，名称为：多功能气阻件。

一个实施例中，参考图1，还包括一气仓9，所述气仓9连接于所述孔板气嘴1与所述第一气泵2之间。通过设置所述气仓9，能够确保所述采样管路5上的气体流量的稳定性，提高测量的准确度。

一个实施例中，参考图2，还包括第二气泵10，所述三通元件3的第二输出端33通过所述第二气泵10接回所述第一气泵2的进气口，且所述第二气泵10上还与所述控制器42连接。通过所述第二气泵10对接回所述第一气泵2的气流进行控制，能够实现更加精确的控制。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。