本发明涉及气体在线检测,具体的说,是涉及一种气体浓度在线实时检测智能控制系统及控制方法。
背景技术:
1、气体浓度离线检测是通过检测人员定期到现场进行测量和记录,检测频率可能是每天一次或多天一次。与此相对,气体浓度的在线检测能够实现一天内多次检测,并将检测数据实时反馈,从而提供更为及时的监测。然而,在线检测系统中的探测器是长期且连续工作的,探测器最初的零点值漂移会随工作时间增长而变化,导致探测器检测浓度不准确。例如,当零点值升高,导致检测结果低于实际气体浓度,甚至出现无法探测到气体浓度的情况。于是,定期对探测器进行清洗,保持探测器检测的准确性和灵敏度至关重要。
2、中国专利公开号cn217521115u提供的一种可检测气体含量的在线分析装置,包括配置有传感器的气体检测支路,且气体检测支路连接有可通入空气的分支,以实现气体检测与探测器清洗之间的切换。虽然,该气体含量在线分析装置具备探测器清洗功能,使得探测器可多次进行气体检测,但该装置尚不能长期维持于气体浓度实时检测状态。
3、因为上述装置将检测后的气体排放至装置外,只能在需要检测时打开检测气路,不需要检测时关闭检测气路,不适用长期维持在气体浓度检测状态,否则,检测装置在气体运输管道上使用时,会导致运输管道存在气体持续泄漏的现象。此外,现有装置的清洗效率较低,耗时较长,而清洗过程是需要中断气体检测状态的,若清洗频次增加,较长时间的清洗过程必然严重影响气体检测工作。
4、因此,改进现有气体浓度在线检测系统,以满足气体浓度实时检测需求,同时使得探测器的清洗过程不影响其正常气体检测工作,已成为行业内需要解决的重要问题。
技术实现思路
1、为了克服现有气体在线检测装置不满足维持于气体浓度实时检测状态,以及高频清洗需求的问题,本发明提供一种气体浓度在线实时检测智能控制系统及控制方法。
2、本发明技术方案如下所述:
3、本发明提供一种气体浓度在线实时检测智能控制系统,包括位于气体运输管道旁侧的环回检测气路,所述环回检测气路通过系统进气端、系统出气端与所述气体运输管道连通,使得待测气体经环回检测气路后返回所述气体运输管道;沿着待检测气体的传输方向,所述环回检测气路上依次设有第一三通电磁阀、气泵、探测器、第二三通电磁阀,所述第一三通电磁阀、所述气泵、所述第二三通电磁阀均与所述探测器通信连接,并接收所述探测器的控制指令;当所述探测器切换至清洗状态时,所述第一三通电磁阀导通清洗气体和所述气泵,且所述气泵提速;同时,所述第二三通电磁阀导通所述探测器和排气通道;当所述探测器切换至检测状态时,所述第一三通电磁阀先导通所述系统进气端和所述气泵,所述第二三通电磁阀再导通所述探测器和所述系统出气端,且所述气泵降速。
4、通过采用上述技术方案,探测器实时检测待测气体的浓度,并且经过浓度检测的气体可以返回运输管道中,不影响气体运输量,能够保持环回检测气路长期开启;在需要进行探测器清洗时,通过第一三通电磁阀和第二三通电磁阀的配合,将气体运输管道与环回检测气路切断,转换至以探测器为主的清洗通道,并且将气泵的泵压调高,增加清洗气体的流速,提高探测器清洗效率,系统可尽快返回气体浓度检测状态;完成清洗工作后,先将第一三通电磁阀切换回气体检测状态,保持气泵的高速泵压,确保管道内残留的清洗气体尽快排出,再将第二三通电磁阀切换回接通气体运输管道,气泵降至检测气体时较稳定的泵压。
5、作为本发明的一种优选技术方案,所述系统进气端连接于所述气体运输管道的第一位置,所述系统出气端连接于所述气体运输管道的第二位置,所述第一位置到所述第二位置的方向与所述气体运输通道内待测气体的流向一致。
6、通过采用上述技术方案,气体运输通道的待测气体经系统进气端进入环回检测气路进行浓度检测后,返回至气体运输通道的流向前端,确保进入系统检测的气体均为未检测过的气体。
7、作为本发明的一种优选技术方案,所述系统进气端和所述第一三通过电磁阀之间依次设有冷却水箱和过滤器,所述系统进气端设置在所述冷却水箱的进气口,所述冷却水箱的出气口连接所述过滤器的进气口,所述过滤器的出气口连接所述第一三通电磁阀的其中一个进气口。
8、通过采用上述技术方案,待测气体携带的水汽在冷却水箱内冷凝,防止水汽流向后方的探测器,避免水汽减损探测器的使用寿命;冷却水箱设有排水口,当冷却水箱内的水超过预设值时,自动打开排水口进行排水;待测气体进入过滤器后,滤除待测气体携带的杂质,同样有利于提高探测器的使用寿命。
9、作为本发明的一种优选技术方案,所述气泵和所述探测器之间设有流量计,所述流量计用于统计流向所述探测器的气体流量,所述流量计与所述探测器信号连接;
10、当所述探测器处于检测状态时,所述流量计将实时流量数据传送给所述探测器,当实时流量数据与预设流量数据存在偏差时,所述探测器向所述气泵发送调速指令,以增大或减小气体流量。
11、通过采用上述技术方案,在探测器检测气体浓度的工作状态下,当流量计测得气体的流量少于预设值,探测器向气泵发送提高泵压指令,以增大流向探测器的气体流量;当流量计测得气体的流量多于预设值,探测器向气泵发送降低泵压指令,以减小流向探测器的气体流量,保证探测器工作在最合适的气体流量下,确保检测准确度。
12、进一步的,所述流量计和所述气泵之间设有标定气体三通开关,所述标定气体三通开关的其中一个进气口连接所述气泵,另一个进气口连通具有标准浓度的标定气体,所述标定气体三通开关的出气口连接所述流量计。
13、进一步的,当探测器结束清洗且需要进行探测器校准时,所述气泵停止运行,所述标定气体三通开关导通标定气体和流量计。
14、作为本发明的一种优选技术方案,所述探测器的输入气路或者输出气路设有所述压力传感器,所述压力传感器用于检测所述探测器的气路压力状态,当实时压力值与预设压力值存在偏差时,所述探测器自动将测得的浓度值乘以补偿系数,得到气体浓度修正值。
15、作为本发明的一种优选技术方案,所述排气通道连接废气处理池。
16、作为本发明的一种优选技术方案,所述探测器处于清洗状态下,所述气泵的气泵流速为满速状态。
17、作为本发明的一种优选技术方案,所述探测器处于检测状态下,所述气泵的气泵流速随所述探测器的输入端至所述气体运输管道的距离增加而增加。
18、进一步的,当所述探测器的输入端至所述气体运输管道的距离为0至5米时,所述气泵处于30%额定流量的气泵流速;
19、当所述探测器的输入端至所述气体运输管道的距离为5至10米时,所述气泵处于40%额定流量的气泵流速;
20、当所述探测器的输入端至所述气体运输管道的距离为10至15米时,所述气泵处于50%额定流量的气泵流速;
21、当所述探测器的输入端至所述气体运输管道的距离为15至20米时,所述气泵处于60%额定流量的气泵流速;
22、当所述探测器的输入端至所述气体运输管道的距离为20至25米时,所述气泵处于70%额定流量的气泵流速;
23、当所述探测器的输入端至所述气体运输管道的距离为25至30米时,所述气泵处于80%额定流量的气泵流速。
24、本发明还提供一种气体浓度在线实时检测智能控制方法,基于上述方案的气体浓度在线实时检测智能控制系统,将气体运输通道的气体引出检测,检测完毕返回气体运输管道,形成可实时检测的环回检测气路;接收清洗探测器指令后,切断环回检测气路与气体运输管道之间的连接,并将环回检测气路的一端接入清洗气体,另一端接通排出通道,提高环回检测气路内的气泵流速。
25、根据上述方案的本发明,其有益效果在于:
26、本发明不仅能够实现自动清洗、清零探测器,解决零点漂移问题,并且系统中探测器与气泵、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀均有信号交换,实时监测气泵及电磁阀的工作状态,同时根据探测器的工作状态发出指令,气泵、第一三通电磁阀和第二三通电磁阀能够快速响应,实现检测气路与清洗气路之间的无缝切换,结合气泵的自动调速功能,清洗过程更加高效,显著缩短了清洗时长,使得系统能够快速返回气体浓度检测状态,本系统能够自动执行清洗和调校,减少了人工干预的需要,近于免维护;
27、环回检测气路与气体运输管道形成环回路径,能够将待测气体在检测后返回气体运输管道内,即便长期维持在气体浓度检测状态,也不会对气体的输送造成任何负面影响,满足气体浓度在线实时检测系统长期、连续工作的可靠性和安全性,也保证了气体运输的连续性和稳定性;
28、进一步的,本系统能够通过压力传感器补偿气体浓度检测值,提高探测器检测的准确度;
29、进一步的,本系统的气泵具有多级调速功能,可根据现场实际情况进行调速设置,保证探测器的气流和气压相对稳定,能够适用于不同的工况,使得探测器快速响应检测灵敏度需求。
1.一种气体浓度在线实时检测智能控制系统,其特征在于,包括位于气体运输管道旁侧的环回检测气路,所述环回检测气路通过系统进气端、系统出气端与所述气体运输管道连通,使得待测气体经环回检测气路后返回所述气体运输管道;
2.根据权利要求1所述的气体浓度在线实时检测智能控制系统,其特征在于,所述系统进气端连接于所述气体运输管道的第一位置,所述系统出气端连接于所述气体运输管道的第二位置,所述第一位置到所述第二位置的方向与所述气体运输通道内待测气体的流向一致。
3.根据权利要求1所述的气体浓度在线实时检测智能控制系统,其特征在于,所述系统进气端和所述第一三通过电磁阀之间依次设有冷却水箱和过滤器,所述系统进气端设置在所述冷却水箱的进气口,所述冷却水箱的出气口连接所述过滤器的进气口,所述过滤器的出气口连接所述第一三通电磁阀的其中一个进气口。
4.根据权利要求1所述的气体浓度在线实时检测智能控制系统,其特征在于,所述气泵和所述探测器之间设有流量计,所述流量计用于统计流向所述探测器的气体流量,所述流量计与所述探测器信号连接;
5.根据权利要求4所述的气体浓度在线实时检测智能控制系统,其特征在于,所述流量计和所述气泵之间设有标定气体三通开关,所述标定气体三通开关的其中一个进气口连接所述气泵,另一个进气口连通具有标准浓度的标定气体,所述标定气体三通开关的出气口连接所述流量计。
6.根据权利要求1至5任一项所述的气体浓度在线实时检测智能控制系统,其特征在于,所述探测器的输入气路或者输出气路设有压力传感器,所述压力传感器用于检测所述探测器的气路压力状态,当实时压力值与预设压力值存在偏差时,所述探测器自动将测得的浓度值乘以补偿系数,得到气体浓度修正值。
7.根据权利要求1所述的气体浓度在线实时检测智能控制系统,其特征在于,所述排气通道连接废气处理池。
8.根据权利要求1所述的气体浓度在线实时检测智能控制系统,其特征在于,所述探测器处于清洗状态下,所述气泵的气泵流速为满速状态。
9.根据权利要求1所述的气体浓度在线实时检测智能控制系统,其特征在于,所述探测器处于检测状态下,所述气泵的气泵流速随所述探测器的输入端至所述气体运输管道的距离增加而增加。
10.一种气体浓度在线实时检测智能控制方法,其特征在于,基于如权利要求1至9任一项所述的气体浓度在线实时检测智能控制系统,将气体运输通道的气体引出检测,检测完毕返回气体运输管道,形成可实时检测的环回检测气路;