专利名称：轻烃燃气浓度在线监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃气浓度监测与控制装置，尤其是应用于轻烃燃气制供工艺中，轻烃燃气浓度在线监测与控制装置。
(2)背景技术轻烃燃气是一种由烷烃、烯烃中C1～C9成份组成的混合气体，宗占国报道了(能源研究与利用，1998，2)一种轻烃油常温气化罐，它与相配套的自动化控制柜及调压式贮气罐组成一个独立的供气系统。CN01214274号专利公开一种轻烃油补热气化装置。CN00244526号专利公开了一种自动环保燃油气化器。CN2442116号专利公开一种轻烃燃料多级气化装置，包括罐体、充气泵、气化器、调压器和加热器。在轻烃燃气制供工艺中燃气浓度的在线监控是十分重要的，其重要意义在于能使轻质油制气工艺供出热值稳定度高的燃气，而目前仅有对各种气体分别测定的仪器，在目前的轻烃燃气制备工艺中，对燃气浓度的确定，均以恒定轻烃油供给量和采用“试烧灶”来判定。而此方法只能用于对燃气浓度范围波动要求不严的居民生活用气和某些对热流量要求不高的工业。对于那些热流量要求严格稳定和产品价值较高的使用对象，如烧制高档产品的辊道瓷窑，是完全不能满足要求的。
(3)发明内容本实用新型旨在提供一种能应用于轻烃燃气制供工艺中的燃气浓度在线监控装置。
本实用新型采用伽法尼电池作为转换器测定燃气中的氧含量，再经反向运算电路，求出燃气中各种纯可燃气体的总含量，一路送至数显仪表显示；另一路送至比较器与设定的浓度值比较，其差值通过运算电路处理输出，再驱动配空电动阀，使供出燃气浓度与设定浓度保持一致。
本实用新型设有燃气浓度信号采集器，用于在线连续采样；转换器，用于将采集的样品中氧含量转换为电信号，转换器的输入端接燃气浓度信号采集器的输出端；反向运算电路，用于将氧含量电信号转换为相对应的燃气浓度的电信号，反向运算电路的输入端接转换器的输出端；浓度显示电路，用于实时显示燃气浓度，浓度显示电路的输入端接反向运算电路的输出端；加法器，用于将测量值与设定值进行比较运算后，为配空电动阀驱动电路提供改变量信号，加法器的输入端接反向运算电路的输出端；浓度设定电路，用于设定所需浓度值，其输出端接加法器的输入端；驱动电路，用于根据改变量信号驱动配空电动阀，驱动电路的输入端接加法器的输出端；电动阀，用于根据改变量信号驱动并实时调整空气配比量，电动阀接驱动电路的输出端。
所说的燃气浓度信号采集器可设一个腔体，腔体设有在线样品进口、空气清洗进口和在线样品出口，在线样品出口接转换器输入端。
所说的转换器可采用伽法尼电池。
本实用新型利用燃气浓度信号采集器在线采集样品，采用伽法尼电池作为转换器测定燃气中的氧含量，通过反向运算电路将氧含量电信号转换为相对应的燃气浓度的电信号，再进行数显，可准确地显示在线实时燃气浓度，用以在线实时指导制气工艺调节，保证燃气的质量。其性能可靠，操作简便。另外，本实用新型的控制效果好，经实验，其控制误差≤0.2％。本实用新型的重要意义在于在轻烃燃气制供工艺中，能使轻质油制气工艺供出热值稳定度高的燃气，使供出燃气浓度与设定浓度保持一致，以突破轻烃燃气只限用于民用的现状，将其进一步应用于产品价值较高的工业设备，例如烧制高档产品的辊道瓷窑。
(4)
图1为轻烃燃气浓度在线监控装置的结构组成框图。
图2为燃气浓度信号采集器实施例的结构示意图。
图3为转换器、反向运算电路、浓度显示电路原理图。
图4为电动阀信号处理及驱动电路原理图。
(5)具体实施方式
如图1所示，本实用新型由燃气浓度信号采集器1、转换器2、反向运算电路3、浓度显示电路4、加法器5、浓度设定电路6、驱动电路7和电动阀8组成。参见图2，3，转换器采用伽法尼电池D，设于浓度信号采集腔11的在线样品出口处12，采集腔11还设在线样品进口13、空气清洗进口14、废样出口15。伽法尼电池D将采样中氧含量转换为电信号送至反向运算电路的运算放大器IC4(CA3140型)的输入端，电阻R5、R9、R10、R12和电位器P2组成调零电路，燃气浓度标准信号由运算放大器IC4的输出端送至浓度显示器H。
在图3中，电阻R5～R8、R11、R1210K，R9、R10200Ω，电位器P210K，P3100K。
如图4所示，加法器由集成电路L1∶1(LM324型)、L1∶2(LM324型)及其辅助元件组成，共同完成对浓度测量信号、浓度设定值、电动阀位置反馈信号的运算处理任务，为驱动电路提供改变量的电平。测量信号从电阻R3输入至集成电路L1∶2的第5端。由电位器P5提供浓度设定值。由开头K控制阀位置，电位器P10提供电动阀位置反馈信号，阀位显示信号由P8输出。电动阀驱动电路由阀开电路的阀闭电路组成。阀开电路由反向器L1∶3(LM324型)、比较器L4∶1(LM339型)、三极管BG1(9013型)和继电器J1(9013型)组成。阀闭电路由比较器L4∶2(LM339型)、三极管BG2(9013型)和继电器J2组成。阀开、阀闭电路的输入端并联接在L1∶1的输出端。P6为手动给定电位器，当手动、自动转换开关K的S2处在手动位置S时，调整P6可以直接给定电动阀开度位置。当手动、自动转换开关K的S2处在自动位置Z时，由图3反向运算电路来的浓度测量信号加到L1∶2的正输入端，与加在其负输入端的浓度设定值出现差值时，由L1∶2将差值放大送到L1∶1正输入端，与L1∶1负输入端的电动阀位置反馈信号进行运算输出，为驱动电路提供改变量的电平，L1∶1有三种输出状态，即正、负、零。当L1∶1输出为零电平时，驱动电路输出均为零，电动阀保持静止状态。当L1∶1输出为正电平时，经L1∶3反向后使L4∶1、BG1保持截止，J1不动作，同时由于正向偏置输出高电平使BG2导通，J2吸合，电动阀向打开方向动作。当L1∶1输出为负电平时，由于反向偏置输出低电平使BG2保持截止，J2不动作，同时负电平经L1∶3反向后使L4∶1正向偏置，BG1导通，J1吸合，电动阀向关闭方向动作。当电动阀反馈信号与L1∶2输出信号相等时，电动阀重新进入静止状态。
在图4中，电阻R1～R14、R2110K，R15、R182K，R16、R191K，R17、R20100K，R225K；电位器P1、P2100K，P3～P6、P810K，P101K。
权利要求1.轻烃燃气浓度在线监控装置，其特征在于设有用于在线连续采样的燃气浓度信号采集器；用于将采集的样品中氧含量转换为电信号的转换器，转换器的输入端接燃气浓度信号采集器的输出端；用于将氧含量电信号转换为相对应的燃气浓度的电信号的反向运算电路，反向运算电路的输入端接转换器的输出端；用于实时显示燃气浓度的浓度显示电路，浓度显示电路的输入端接反向运算电路的输出端；加法器，加法器的输入端接反向运算电路的输出端；用于设定所需浓度值的浓度设定电路，其输出端接加法器的输入端；驱动电路，驱动电路的输入端接加法器的输出端；电动阀，电动阀接驱动电路的输出端。
2.如权利要求1所述的轻烃燃气浓度在线监控装置，其特征在于所说的燃气浓度信号采集器设一个腔体，腔体设有在线样品进口、空气清洗进口和在线样品出口，在线样品出口接转换器输入端。
3.如权利要求1所述的轻烃燃气浓度在线监控装置，其特征在于所说的转换器采用伽法尼电池。
4.如权利要求1所述的轻烃燃气浓度在线监控装置，其特征在于电动阀驱动电路由阀开电路的阀闭电路组成，阀开电路由反向器(L1∶3)、比较器(L4∶1)、三极管(BG1)和继电器(J1)组成；阀闭电路由比较器(L4∶2)、三极管(BG2)和继电器(J2)组成；阀开电路、阀闭电路的输入端并联接在集成电路(L1∶1)的输出端。
专利摘要轻烃燃气浓度在线监控装置，涉及一种监测与控制装置，尤其是应用于轻烃燃气制供工艺中轻烃燃气浓度在线监测与控制装置。设有燃气浓度信号采集器(1)、转换器(2)、反向运算电路(3)、浓度显示电路(4)，加法器(5)、浓度设定电路(6)、驱动电路(7)和电动阀(8)，电动阀接驱动电路输出端。利用燃气浓度信号采集器在线采集样品，采用伽法尼电池作为转换器测定燃气中的氧含量，通过反向运算电路将氧含量电信号转换为相对应的燃气浓度电信号，可准确显示在线实时燃气浓度，用以在线实时指导制气工艺调节，保证燃气质量。性能可靠、操作简便、控制效果好，误差≤0.2％。能使轻质油制气工艺供出热值稳定度高的燃气，使供出燃气浓度与设定浓度保持一致。
文档编号G05D21/02GK2624256SQ0324376
公开日2004年7月7日 申请日期2003年4月8日 优先权日2003年4月8日
发明者陈铁, 吴振峰, 陈滨 申请人:晋江市龙祥新型燃料设备安装有限公司