氣體采樣檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣體采樣檢測裝置，氣體采樣檢測裝置包括一個(gè)閉合循環(huán)氣路，所述閉合循環(huán)氣路中串設(shè)有采集過濾裝置(100)和采樣主體部分，該采集過濾裝置(100)具有與所述閉合循環(huán)氣路連通的內(nèi)部腔體，以及用于使內(nèi)部腔體與外部粉塵環(huán)境連通的過濾通道(101)，所述采樣主體部分包括用于驅(qū)動(dòng)閉合循環(huán)氣路中的氣體流動(dòng)的氣泵和氣體檢測裝置。采用氣體閉環(huán)自循環(huán)取樣原理，使得取樣氣體在一個(gè)相對封閉環(huán)境里循環(huán)，氣泵未直接抽取粉塵環(huán)境的氣體，這樣就從根本上減小了粉塵對過濾器的污染和堵塞。更重要的是，閉合氣路不會(huì)引入外界環(huán)境干擾，也不需要增加過濾外界環(huán)境干擾的過濾裝置。
【專利說明】
氣體采樣檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于高粉塵濃度下的氣體采樣裝置，屬于氣體采集檢測領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)磨煤機(jī)一氧化碳監(jiān)測基本都采用抽取取樣分析的方法，含大量煤塵和煤粉顆粒的取樣氣進(jìn)入取樣管路，通過幾級過濾去除掉取樣氣中的顆粒狀態(tài)煤粉和煤塵，然后進(jìn)入傳感器腔體進(jìn)行分析，之后排空。這些監(jiān)測技術(shù)雖然對磨煤機(jī)一氧化碳濃度監(jiān)測起到了重要作用，但也都存在著各種各樣的缺點(diǎn):
[0003]1，采用從磨煤機(jī)腔體中抽取氣體的方式取樣，煤塵和煤粉容易堵塞過濾裝置，造成測量不準(zhǔn)確。
[0004]2，傳感器容易損壞，維護(hù)費(fèi)用比較高。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，為了在多粉塵的環(huán)境中進(jìn)行氣體取樣而避免堵塞，也提供了較多的方案。如采用一個(gè)吹掃裝置，對過濾器上的粉塵進(jìn)行吹掃。又如申請?zhí)枮?00580012261.4的專利申請《用于從處理環(huán)境中抽取氣體的探針和系統(tǒng)》，在探針中增加管狀元件，進(jìn)行回流噴射，以消除堵塞。
[0006]采用吹掃或者噴射的方式都屬于對粉塵堵塞過濾器后的處理方式，吹掃效果不理想，無法從根本上解決粉塵堵塞問題。
[0007]申請?zhí)枮?01320711859.4的專利申請《倉儲(chǔ)糧食霉變氣味分布式采樣裝置》提供了另外一種思路，該方案中，為了從糧倉中進(jìn)行氣體取樣，采樣點(diǎn)設(shè)于糧堆中，采樣器安裝在糧堆外，將采樣點(diǎn)，采樣器，氣泵通過主管道連通，而主管道的兩端均與外界大氣連通。通過外界氣體流動(dòng)輸送霉變氣味，避免了抽氣產(chǎn)生的負(fù)壓帶來的粉塵和管道堵塞。
[0008]但是，這種方案會(huì)引入外界大氣環(huán)境的干擾，測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確；為了避免外界大氣環(huán)境的干擾，還必須在進(jìn)氣出安裝過濾裝置，增加了結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種氣體采樣裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)無法從根本上解決粉塵堵塞問題，或者是引入外界大氣環(huán)境干擾的問題。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:
[0011]一種氣體采樣檢測裝置，包括一個(gè)閉合循環(huán)氣路，所述閉合循環(huán)氣路中串設(shè)有采集過濾裝置(100)和采樣主體部分，該采集過濾裝置(100)具有與所述閉合循環(huán)氣路連通的內(nèi)部腔體，以及用于使內(nèi)部腔體與外部粉塵環(huán)境連通的過濾通道(101)，所述采樣主體部分包括用于驅(qū)動(dòng)閉合循環(huán)氣路中的氣體流動(dòng)的氣泵和氣體檢測裝置。
[0012]所述采集過濾裝置(100)連接有吹掃氣路。
[0013]所述閉合循環(huán)氣路中設(shè)有一個(gè)吹掃控制閥，吹掃控制閥具有吹掃氣進(jìn)氣口。
[0014]所述吹掃控制閥為三通閥，該三通閥具有第一、第二和第三氣口，第一氣口為所述吹掃氣進(jìn)氣口，第二氣口通過所述閉合循環(huán)氣路的相應(yīng)氣路段連通所述采集過濾裝置(100)的內(nèi)部腔體，第三氣口通過所述閉合循環(huán)氣路的相應(yīng)氣路段連通所述采樣主體部分；該三通閥具有與循環(huán)閉合氣路的吹掃狀態(tài)對應(yīng)的第一工位和與循環(huán)閉合氣路的采樣檢測狀態(tài)對應(yīng)的第二工位；在第一工位，第一氣口、第二氣口連通，第三氣口封閉；在第二工位，第一氣口封閉，第二、第三氣口連通。
[0015]所述閉合循環(huán)氣路中還設(shè)有封堵閥(8)，該封堵閥(8)設(shè)于除所述第二氣口的對應(yīng)氣路段之外的閉合循環(huán)氣路部分；在所述吹掃狀態(tài)，該封堵閥關(guān)閉，在所述采樣檢測狀態(tài)，該封閉閥導(dǎo)通。
[0016]采集過濾裝置(100)設(shè)有用于與所述閉合循環(huán)氣路連通的進(jìn)氣口和出氣口 ；所述吹掃控制閥(2)設(shè)于所述出氣口與采樣主體部分之間，所述封堵閥(8)設(shè)于所述進(jìn)氣口與采樣主體部分之間。
[0017]所述采樣主體部分還包括處于氣泵上游的冷凝器(5)。
[0018]所述氣體檢測裝置處于氣泵下游。
[0019]所述氣體檢測裝置包括罩體(602)，罩體一端設(shè)置氣體傳感器，另一端設(shè)置取樣腔體，取樣腔體連通所述閉合循環(huán)氣路，氣體傳感器上還設(shè)有用于過濾進(jìn)入氣體傳感器的納米過濾器(601)。
[0020]所述氣體傳感器為一氧化碳濃度傳感器(600)。
[0021]本發(fā)明的方案，氣體在取樣環(huán)境內(nèi)部微正壓作用下通過擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)進(jìn)入采集過濾裝置的內(nèi)部腔體，在氣泵的作用下，管路形成一個(gè)閉環(huán)的氣體通道，通過待采樣氣體的不斷擴(kuò)散，管道內(nèi)部的閉環(huán)氣最終會(huì)達(dá)到待采樣氣體的實(shí)際值，達(dá)到了實(shí)際測量的目的。采用氣體閉環(huán)自循環(huán)取樣原理，使得取樣氣體在一個(gè)相對封閉環(huán)境里循環(huán)，氣泵未直接抽取粉塵環(huán)境的氣體，這樣就從根本上減小了粉塵對過濾器的污染和堵塞。更重要的是，閉合氣路不會(huì)引入外界環(huán)境干擾，也不需要增加過濾外界環(huán)境干擾的過濾裝置，結(jié)構(gòu)簡單，效果拔群。
[0022]進(jìn)一步的，增加吹掃設(shè)備，優(yōu)化除塵效果。吹掃的管路與閉合循環(huán)管路共用，采用控制閥進(jìn)行控制狀態(tài)的切換，能夠簡化設(shè)備構(gòu)造。設(shè)置封堵閥，能夠保證吹掃壓力，優(yōu)化吹掃效果。
[0023]進(jìn)一步的，氣體檢測裝置前增加了納米過濾器，只允許氣體通過，固體顆粒和水均無法通過，從而達(dá)到保護(hù)氣體檢測裝置的目的。
[0024]進(jìn)一步的，閉合循環(huán)管路中的冷凝器能夠去除水分、恒定溫度，對氣體檢測裝置起到保護(hù)作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的采樣檢測狀態(tài)原理圖；
[0027]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的吹掃狀態(tài)原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0029]本發(fā)明為氣體采樣檢測裝置，適用于粉塵環(huán)境中的氣體采樣，并不限定何種粉塵環(huán)境和何種待采樣氣體。
[0030]具體的，下面以火電廠磨煤機(jī)的一氧化碳采樣為例進(jìn)行說明。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖1所示的氣體采樣檢測裝置，用于磨煤機(jī)一氧化碳采樣。其包括一個(gè)閉合循環(huán)氣路，閉合循環(huán)氣路中串設(shè)有采集過濾裝置100和采樣主體部分。該采集過濾裝置100具有與閉合循環(huán)氣路連通的內(nèi)部腔體，以及用于使內(nèi)部腔體與外部粉塵環(huán)境連通的過濾通道101。采樣主體部分包括用于驅(qū)動(dòng)閉合循環(huán)氣路中的氣體流動(dòng)的氣泵4和氣體檢測裝置。
[0033]過濾通道101為采集過濾裝置100內(nèi)部腔體外圍設(shè)的過濾器，本發(fā)明的主要目的即減小粉塵對該過濾器的污染和堵塞。
[0034]氣泵4采用真空氣泵，如隔爆真空氣泵。
[0035]采集過濾裝置100安裝在磨煤機(jī)頂部，一氧化碳?xì)怏w在磨煤機(jī)內(nèi)部微正壓作用下通過擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)進(jìn)入采集過濾裝置100，真空氣泵的作用下，在取樣管路中形成上述閉合循環(huán)氣路。通過一氧化碳的不斷擴(kuò)散，取樣管道內(nèi)部的閉環(huán)氣最終會(huì)達(dá)到一氧化碳的實(shí)際值，達(dá)到了實(shí)際測量的目的。
[0036]氣泵4上游有冷凝器5，去除掉氣體中的水分使取樣氣體溫度保持在相對恒定的范圍內(nèi)，保證了傳感器取樣的準(zhǔn)確和對氣泵4的保護(hù)。
[0037]測量時(shí)，一氧化碳?xì)怏w通過過濾器101擴(kuò)散進(jìn)入收集裝置100，在真空氣泵4的作用下，擴(kuò)散到采集過濾裝置100內(nèi)部腔體的一氧化碳?xì)怏w進(jìn)入閉合循環(huán)氣路，被氣流帶走，氣流走向如圖1中箭頭所示。帶有取樣氣的氣流通過管路41進(jìn)入冷凝器5去除掉水分、恒定溫度，氣流沿管路43進(jìn)入真空氣泵4后通過管路44進(jìn)入傳感器取樣罩602的取樣腔體，由于直接吹傳感器600使得反應(yīng)速度極快，所以取樣腔體布置在傳感器600的下側(cè)；為了避免取樣氣未濾除干凈的水汽和煤塵對傳感器600的損害，傳感器600與取樣腔體之間安裝有納米過濾器601，納米過濾器601只允許氣體通過，固體顆粒和水均無法通過，從而起到保護(hù)傳感器的作用。取樣氣從傳感器取樣罩602側(cè)面口排出沿管路45返回采集過濾裝置100形成回路，在真空氣泵5的不斷作用下，一氧化碳?xì)怏w被源源不斷的送入傳感器取樣罩602中，從而達(dá)到了一氧化碳測量的目的。
[0038]以上實(shí)施例中，關(guān)鍵特征是采集過濾裝置100與氣泵4、氣體檢測裝置形成閉合循環(huán)氣路。其他許多特征，都可以進(jìn)行替換甚至省略。
[0039]如:如圖1的實(shí)施例1中，采集過濾裝置100整體安裝在粉塵環(huán)境中，即磨煤機(jī)腔體內(nèi)部。作為其他實(shí)施方式，也可以將采集過濾裝置100與磨煤機(jī)外部設(shè)備固定安裝，僅將過濾通道101保留在磨煤機(jī)內(nèi)部的粉塵環(huán)境中。采集過濾裝置100的形狀也不限定為圖1所示的圓柱形狀，也可以采用其他形狀。
[0040]再如:氣體檢測裝置也可以采用其他形式，例如將取樣腔體、傳感器設(shè)置在取樣罩的左右兩端?；蛘咧苯釉跉饴分邪惭b氣體傳感器。
[0041]又如:在要求不嚴(yán)格的場合，可以省略冷凝器，或者在需要一定溫度的場合增加加熱器對氣體加熱等等。
[0042]圖1中，還可以設(shè)置顯示控制裝置7，使整個(gè)系統(tǒng)更加人性化并且提高自動(dòng)控制性能，如顯示傳感器顯示值，并且控制氣泵和冷凝器的開關(guān)。
[0043]實(shí)施例2
[0044]實(shí)施例1的方案，盡管從根本上減少了煤粉對過濾器的堵塞，但是在長時(shí)間置于煤塵環(huán)境中時(shí)，過濾器上仍容易附著煤塵。
[0045]如圖2、圖3為增加吹掃功能的實(shí)施方式，以通過吹掃去除附著的煤塵。這樣循環(huán)閉合氣路就具有兩種工作狀態(tài)，一種是采樣檢測狀態(tài)，另一種是吹掃狀態(tài)。
[0046]系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下:
[0047]在閉合循環(huán)氣路中設(shè)一個(gè)吹掃控制閥2，一個(gè)封堵閥8。該吹掃控制閥為三通閥，該三通閥具有第一、第二和第三氣口，第一氣口為吹掃氣進(jìn)氣口，連接壓縮空氣3 ;第二氣口通過閉合循環(huán)氣路的氣路段41連通采集過濾裝置100的內(nèi)部腔體，第三氣口通過閉合循環(huán)氣路的氣路段42連通采樣主體部分。
[0048]該三通閥具有與吹掃狀態(tài)對應(yīng)的第一工位和與采樣檢測狀態(tài)對應(yīng)的第二工位；在第一工位，第一氣口、第二氣口連通，第三氣口封閉；在第二工位，第一氣口封閉，第二、第三氣口連通。
[0049]在吹掃狀態(tài)，該封堵閥8關(guān)閉，在采樣檢測狀態(tài)，該封閉閥8導(dǎo)通。
[0050]采集過濾裝置100設(shè)有用于與所述閉合循環(huán)氣路連通的進(jìn)氣口和出氣口 ；吹掃控制閥2設(shè)于出氣口與采樣主體部分之間，封堵閥8設(shè)于進(jìn)氣口與采樣主體部分之間。
[0051 ] 如圖3所示，吹掃狀態(tài)時(shí)，吹掃控制閥2動(dòng)作使得壓縮空氣3與管路41連通，封堵閥8動(dòng)作使得管路46與45斷開，壓縮空氣3沿吹掃控制閥2、管路41進(jìn)入采集過濾裝置100，由于封堵閥8關(guān)閉使得壓縮空氣只能由過濾器101處排出，附著在過濾器101上的煤塵在高壓壓縮空氣的反吹作用下被直接吹掃掉，達(dá)到了清潔過濾器101的作用。
[0052]如圖2所示，采樣檢測狀態(tài)時(shí)，一氧化碳?xì)怏w通過過濾器101擴(kuò)散進(jìn)入收集裝置100，在真空氣泵4的作用下，擴(kuò)散到采集過濾裝置100內(nèi)部腔體的一氧化碳?xì)怏w進(jìn)入閉合循環(huán)氣路，被氣流帶走，氣流走向如圖2中箭頭所示。帶有取樣氣的氣流通過管路41進(jìn)入吹掃控制閥2的第二氣口，從第三氣口流出，通過管路42進(jìn)入冷凝器5去除掉水分、恒定溫度，氣流沿管路43進(jìn)入真空氣泵4后通過管路44進(jìn)入氣體檢測裝置，取樣氣從氣體檢測裝置排出沿管路45進(jìn)入封堵閥8，封堵閥8導(dǎo)通，氣流從封堵閥8流出通過管路46返回采集過濾裝置100形成回路。
[0053]實(shí)施例2給出一個(gè)設(shè)置吹掃功能的具體方式，其中，吹掃管路利用了閉合循環(huán)管路，這樣不用再單獨(dú)設(shè)置吹掃管路。通過吹掃控制閥2和封堵閥8來控制吹掃狀態(tài)與采樣檢測狀態(tài)的切換，檢測系統(tǒng)也不會(huì)長時(shí)間不間斷的工作，避免因長時(shí)間不間斷工作造成的傳感器失靈與漂移，對檢測結(jié)果的確切性有一定好處。
[0054]吹掃管路利用閉合循環(huán)管路，關(guān)鍵是吹掃控制閥的設(shè)置。封堵閥保證吹掃壓力，是為了獲得更好的吹掃效果，可以設(shè)置在除管路41之外的閉合循環(huán)管路的部分即可。選擇設(shè)置在如圖2所示的位置，還能夠起到保護(hù)傳感器和氣泵的效果。
[0055]顯示控制裝置7除了顯示傳感器顯示值，控制氣泵和冷凝器，還控制吹掃控制閥2和封堵閥8。
[0056]以上給出了一種具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體采樣檢測裝置，其特征在于，包括一個(gè)閉合循環(huán)氣路，所述閉合循環(huán)氣路中串設(shè)有采集過濾裝置(100)和采樣主體部分，該采集過濾裝置(100)具有與所述閉合循環(huán)氣路連通的內(nèi)部腔體，以及用于使內(nèi)部腔體與外部粉塵環(huán)境連通的過濾通道(101)，所述采樣主體部分包括用于驅(qū)動(dòng)閉合循環(huán)氣路中的氣體流動(dòng)的氣泵和氣體檢測裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體采樣檢測裝置，其特征在于，所述采集過濾裝置(100)連接有吹掃氣路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氣體采樣檢測裝置，其特征在于，所述閉合循環(huán)氣路中設(shè)有一個(gè)吹掃控制閥，吹掃控制閥具有吹掃氣進(jìn)氣口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣體采樣檢測裝置，其特征在于，所述吹掃控制閥為三通閥，該三通閥具有第一、第二和第三氣口，第一氣口為所述吹掃氣進(jìn)氣口，第二氣口通過所述閉合循環(huán)氣路的相應(yīng)氣路段連通所述采集過濾裝置(100)的內(nèi)部腔體，第三氣口通過所述閉合循環(huán)氣路的相應(yīng)氣路段連通所述采樣主體部分；該三通閥具有與循環(huán)閉合氣路的吹掃狀態(tài)對應(yīng)的第一工位和與循環(huán)閉合氣路的采樣檢測狀態(tài)對應(yīng)的第二工位；在第一工位，第一氣口、第二氣口連通，第三氣口封閉；在第二工位，第一氣口封閉，第二、第三氣口連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氣體采樣檢測裝置，其特征在于，所述閉合循環(huán)氣路中還設(shè)有封堵閥(8)，該封堵閥(8)設(shè)于除所述第二氣口的對應(yīng)氣路段之外的閉合循環(huán)氣路部分；在所述吹掃狀態(tài)，該封堵閥關(guān)閉，在所述采樣檢測狀態(tài)，該封閉閥導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氣體采樣檢測裝置，其特征在于，采集過濾裝置(100)設(shè)有用于與所述閉合循環(huán)氣路連通的進(jìn)氣口和出氣口 ；所述吹掃控制閥(2)設(shè)于所述出氣口與采樣主體部分之間，所述封堵閥(8)設(shè)于所述進(jìn)氣口與采樣主體部分之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種氣體采樣檢測裝置，其特征在于，所述采樣主體部分還包括處于氣泵上游的冷凝器(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種氣體采樣檢測裝置，其特征在于，所述氣體檢測裝置處于氣泵下游。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種氣體采樣檢測裝置，其特征在于，所述氣體檢測裝置包括罩體(602)，罩體一端設(shè)置氣體傳感器，另一端設(shè)置取樣腔體，取樣腔體連通所述閉合循環(huán)氣路，氣體傳感器上還設(shè)有用于過濾進(jìn)入氣體傳感器的納米過濾器(601)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種氣體采樣檢測裝置，其特征在于，所述氣體傳感器為一氧化碳濃度傳感器(600)。
【文檔編號】G01N33/00GK104502159SQ201410764643
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】趙彤宇, 高華, 石云鵬, 朱海龍, 周正 申請人:鄭州光力科技股份有限公司