專利名稱：常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)及其配氣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體配制的系統(tǒng)和方法，尤其涉及在常壓室溫條件下的動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng) 及其配氣方法。
背景技術(shù)：
在許多行業(yè)中，比如煤炭行業(yè)、石化行業(yè)等都需要各種具有一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體， 比如煤炭行業(yè)的甲烷報(bào)警礦燈，需要使用濃度和0. 85%濃度的標(biāo)準(zhǔn)甲烷氣體，對(duì)傳感 器進(jìn)行出廠標(biāo)定和定期校正，這樣就需要配制濃度和0. 85%濃度的標(biāo)準(zhǔn)甲烷氣體，相 應(yīng)的在其它行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)都涉及到要配制不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體?，F(xiàn)有技術(shù)中的標(biāo)準(zhǔn) 氣體配制需要使用針管或定量唧筒等來定量計(jì)算注氣，也就是說，需要手動(dòng)注氣，對(duì)于有毒 或易爆氣體手動(dòng)注氣危險(xiǎn)性較高，精度也不夠，成本相對(duì)較高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明將提供一種常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)及其配 氣方法，能夠連續(xù)動(dòng)態(tài)進(jìn)行氣體配制，不需要手動(dòng)注氣，精度高，配氣速度快，減少了危險(xiǎn) 性。本發(fā)明目的之一是提供一種常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)，包括原氣儲(chǔ)氣裝置、氣體注 樣裝置、氣體配比裝置和氣體分析裝置，所述原氣儲(chǔ)氣裝置中通過氣體管路連接氣體注樣 裝置，氣體注樣裝置通過氣體管路連接氣體配比裝置，氣體配比裝置通過氣體管路與氣體 分析裝置連接，氣體分析裝置通過信號(hào)反饋控制線與氣體注樣裝置連接。所述原氣儲(chǔ)氣裝 置中的氣體通過氣體管路進(jìn)入氣體注樣裝置，氣體注樣裝置通過氣體管路將氣體注入氣體 配比裝置中與背景氣進(jìn)行配比，氣體配比裝置通過氣體管路與氣體分析裝置連接，氣體分 析裝置分析氣體配比裝置中配比后的氣體濃度，氣體分析裝置將氣體濃度的信號(hào)通過信號(hào) 反饋控制線反饋給氣體注樣裝置，氣體注樣裝置根據(jù)這個(gè)信號(hào)確定是否繼續(xù)向氣體配比裝 置注氣，形成閉環(huán)運(yùn)行。所述的氣體注樣裝置包括注氣單元、控制器和傳感器，傳感器的信號(hào)傳輸給控制 器，控制器控制注氣單元。所述的注氣單元包括按氣體輸出方向順序連接的過濾器、穩(wěn)壓閥、定量進(jìn)樣閥和 阻燃器，控制器控制定量進(jìn)樣閥。所述控制器連接鍵盤和顯示屏。鍵盤和顯示屏可以在現(xiàn)場對(duì)氣體注樣裝置進(jìn)行命 令輸入和控制。所述氣體注樣裝置還可以連接遠(yuǎn)程工控機(jī)。遠(yuǎn)程工控機(jī)與控制器連接遠(yuǎn)程工控機(jī) 可以對(duì)氣體注樣裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。所述的氣體配比箱內(nèi)側(cè)涂有聚四氟乙烯層，防止氣體吸附。所述氣體配比箱內(nèi)設(shè)置有風(fēng)扇和溫濕度計(jì)，風(fēng)扇加快氣體混合的速度。所述氣體管路為聚四氟乙烯管。防止氣體吸附。
本發(fā)明的目的之二提供一種使用所述常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)進(jìn)行常壓室溫動(dòng)態(tài) 配氣的方法，包括如下步驟A、打開原氣儲(chǔ)氣裝置，原氣儲(chǔ)氣裝置中的氣體通過氣體管路進(jìn)入氣體注樣裝置 中，所述氣體為需稀釋氣體；B、氣體注樣裝置通過氣體管路將需稀釋氣體注入氣體配比箱中；C、需稀釋氣體在氣體配比箱中與背景氣混合配比后為已稀釋氣；D、氣體分析裝置通過氣體管路從氣體配比箱中取已稀釋氣樣本進(jìn)行分析；E、氣體分析裝置將分析數(shù)據(jù)通過信號(hào)反饋控制線反饋給氣體注樣裝置，氣體注樣 裝置根據(jù)反饋信息確定是否繼續(xù)向氣體配比箱注入需稀釋氣體，形成閉環(huán)運(yùn)行。所述的氣體注樣裝置包括注氣單元、控制器和傳感器，注氣單元包括按氣體輸出 方向順序連接的過濾器、穩(wěn)壓閥、定量進(jìn)樣閥和阻燃器，控制器控制定量進(jìn)樣閥的開閉；控 制器與鍵盤和顯示器連接，命令通過鍵盤輸入給控制器。所述的氣體注樣裝置還可連接遠(yuǎn)程工控機(jī)。所述的氣體配比箱中設(shè)置有風(fēng)扇和溫濕度計(jì)。所述的閉環(huán)運(yùn)行按如下方法進(jìn)行首先，通過鍵盤或遠(yuǎn)程工控機(jī)向控制器輸入設(shè)定濃度；第二，氣體注樣裝置對(duì)氣體配比箱進(jìn)行注氣；第三，氣體分析裝置分析注氣后的已稀釋氣的濃度是否達(dá)到設(shè)定濃度，若達(dá)到則 維持設(shè)定濃度；若未達(dá)到，則氣體分析裝置繼續(xù)向氣體配比箱注氣不斷循環(huán)，直到達(dá)到設(shè)定 濃度。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)和配氣方法通過氣體注樣裝置向氣體配比裝置 中注入需稀釋的氣體，氣體注樣裝置中的控制器能有效控制氣體的注入量和注入速度，通 過遠(yuǎn)程工控機(jī)還可以遠(yuǎn)程控制，不需要手動(dòng)注入，大大提高了氣體配制的效率和準(zhǔn)確度，同 時(shí)在常壓室溫下即可進(jìn)行氣體配制，節(jié)省了配氣成本，也降低了有毒、易爆氣體配制時(shí)可能 出現(xiàn)的危險(xiǎn)。


圖1是本發(fā)明的配氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的氣體注樣裝置的結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施例方式參照附圖中的圖1、圖2詳細(xì)說明本發(fā)明的配氣系統(tǒng)，如下一種常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)，包括原氣儲(chǔ)氣裝置1，原氣儲(chǔ)氣裝置1為高壓氣瓶、 氣體注樣裝置2、氣體配比裝置3和氣體分析裝置4，氣體分析裝置4為紅外線氣體分析儀， 所述原氣儲(chǔ)氣裝置1中的氣體通過第一氣體管路5進(jìn)入氣體注樣裝置2，氣體注樣裝置2通 過第二氣體管路6將氣體注入氣體配比裝置3中與背景氣進(jìn)行配比混合，氣體配比裝置3 通過第三氣體管路7與氣體分析裝置4連接，氣體分析裝置4獲取氣體配比裝置3中的氣 體樣本并進(jìn)行分析，再通過信號(hào)反饋控制線8將分析結(jié)果反饋給氣體注樣裝置2。第一氣體管路5、第二氣體管路6、第三氣體管路7為聚四氟乙烯管。氣體注樣裝置2包括注氣單元、控制器21和壓力傳感器22，壓力傳感器22的信號(hào) 傳輸給控制器21，控制器21控制注氣單元，注氣單元包括按氣體輸出方向順序連接的過濾 器23、穩(wěn)壓閥M、定量進(jìn)樣閥25和阻燃器沈，控制器21控制定量進(jìn)樣閥25的開閉。穩(wěn)壓 閥M將壓力信號(hào)傳輸給壓力傳感器22?？刂破?1還連接顯示屏10和鍵盤11，通過鍵盤11輸入命令，并在顯示屏10上顯 示輸入的數(shù)據(jù)。同時(shí)氣體注樣裝置2還連接遠(yuǎn)程工控機(jī)9，以便可以對(duì)氣體注樣裝置2進(jìn)行 遠(yuǎn)程控制。氣體配比箱3為一箱體，箱體內(nèi)側(cè)涂有聚四氟乙烯層，防止氣體吸附，箱體上有 蓋，當(dāng)背景氣為空氣時(shí)，可以直接打開蓋，輸入空氣。氣體配比箱的容積可以根據(jù)需要選擇 1-50000L的大小。氣體配比箱3內(nèi)設(shè)置有風(fēng)扇和溫濕度計(jì)。風(fēng)扇可使注入氣體配比箱3的氣體與背 景氣迅速混合。參見圖3，本發(fā)明的一種常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣方法，包括如下步驟A、打開原氣儲(chǔ)氣裝置1，即氣瓶，原氣儲(chǔ)氣裝置1中的氣體通過第一氣體管路5進(jìn) 入氣體注樣裝置2中，為需稀釋氣體；B、氣體注樣裝置2通過第二氣體管路6將需稀釋氣體注入氣體配比箱3中；氣體 注樣裝置2包括注氣單元、控制器21和壓力傳感器22，壓力傳感器22的信號(hào)傳輸給控制 器21，控制器21控制注氣單元，注氣單元包括按氣體輸出方向順序連接的過濾器23、穩(wěn)壓 閥對(duì)、定量進(jìn)樣閥25和阻燃器沈，需稀釋氣體通過過濾器23、穩(wěn)壓閥M到定量進(jìn)樣閥25， 穩(wěn)壓閥M將壓力信號(hào)傳輸給壓力傳感器22，控制器21根據(jù)設(shè)定的注氣程序控制定量進(jìn)樣 閥25的開閉，當(dāng)定量進(jìn)樣閥25打開時(shí)，需稀釋氣體通過阻燃器沈進(jìn)入氣體配比箱3。C、需稀釋氣體在氣體配比箱3中與背景氣混合配比后為已稀釋氣。背景氣在配氣 開始前已預(yù)先充入氣體配比箱3中。比如背景氣為空氣時(shí)，在配氣開始前可打開氣體配比 箱3讓空氣進(jìn)入后再封閉氣體配比箱3，氣體配比箱3中設(shè)置有風(fēng)扇，風(fēng)扇將需稀釋氣體和 背景氣迅速混合；D、氣體分析裝置4通過第三氣體管路7從氣體配比箱4中取已稀釋氣樣本進(jìn)行分 析；E、氣體分析裝置4將分析數(shù)據(jù)通過信號(hào)反饋控制線8反饋給氣體注樣裝置2，氣體 注樣裝置2根據(jù)該分析數(shù)據(jù)確定是否繼續(xù)向氣體配比箱注入需稀釋氣體，氣體注樣裝置2、 氣體配比裝置3和氣體分析裝置4形成閉環(huán)運(yùn)行。閉環(huán)運(yùn)行按如下方法進(jìn)行首先，通過鍵盤或遠(yuǎn)程工控機(jī)向控制器輸入設(shè)定濃度；第二，氣體注樣裝置對(duì)氣體配比箱進(jìn)行注氣；第三，氣體分析裝置分析注氣后的已稀釋氣的濃度是否達(dá)到設(shè)定濃度，若達(dá)到則 維持設(shè)定濃度；若未達(dá)到，則氣體分析裝置繼續(xù)向氣體配比箱注氣，不斷循環(huán)直到達(dá)到設(shè)定 濃度。第四，達(dá)到設(shè)定濃度后繼續(xù)維持設(shè)定的濃度直到配氣結(jié)束。權(quán)利要求
1.一種常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于包括原氣儲(chǔ)氣裝置、氣體注樣裝置、氣體配 比裝置和氣體分析裝置，所述原氣儲(chǔ)氣裝置中通過氣體管路連接氣體注樣裝置，氣體注樣 裝置通過氣體管路連接氣體配比裝置，氣體配比裝置通過氣體管路與氣體分析裝置連接， 氣體分析裝置通過信號(hào)反饋控制線與氣體注樣裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于所述的氣體注樣裝置包 括注氣單元、控制器和傳感器，傳感器的信號(hào)傳輸給控制器，控制器控制注氣單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于所述的注氣單元包括按 氣體輸出方向順序連接的過濾器、穩(wěn)壓閥、定量進(jìn)樣閥和阻燃器，控制器控制定量進(jìn)樣閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于所述控制器連接顯示屏 和鍵盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于氣體注樣裝置可外接遠(yuǎn) 程工控機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于所述氣體配比箱內(nèi)側(cè)涂 有聚四氟乙烯層，所述氣體管路為聚四氟乙烯管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于所述氣體配比箱內(nèi)設(shè)置 有風(fēng)扇和溫濕度計(jì)。
8.—種常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣方法，其特征在于包括如下步驟A、打開原氣儲(chǔ)氣裝置，原氣儲(chǔ)氣裝置中的氣體通過氣體管路進(jìn)入氣體注樣裝置中，所 述氣體為需稀釋氣體；B、氣體注樣裝置通過氣體管路將需稀釋氣體注入氣體配比箱中；C、需稀釋氣體在氣體配比箱中與背景氣混合配比后為已稀釋氣；D、氣體分析裝置通過氣體管路從氣體配比箱中取已稀釋氣樣本進(jìn)行分析；E、氣體分析裝置將分析數(shù)據(jù)通過信號(hào)反饋控制線反饋給氣體注樣裝置，氣體注樣裝置 根據(jù)反饋信息確定是否繼續(xù)向氣體配比箱注入需稀釋氣體，形成閉環(huán)運(yùn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣方法，其特征在于所述氣體注樣裝置包括 注氣單元、控制器和傳感器，注氣單元包括按氣體輸出方向順序連接的過濾器、穩(wěn)壓閥、定 量進(jìn)樣閥和阻燃器，控制器控制定量進(jìn)樣閥的開閉；控制器連接顯示屏和鍵盤。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣方法，其特征在于所述的氣體配比箱中 設(shè)置有風(fēng)扇和溫濕度計(jì)，風(fēng)扇加快需稀釋氣體與背景氣的混合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣方法，其特征在于所述的閉環(huán)運(yùn)行按如 下方法進(jìn)行首先，通過鍵盤或遠(yuǎn)程工控機(jī)向控制器輸入設(shè)定濃度；第二，氣體注樣裝置對(duì)氣體配比箱進(jìn)行注氣；第三，氣體分析裝置分析注氣后的已稀釋氣的濃度是否達(dá)到設(shè)定濃度，若達(dá)到則維持 設(shè)定濃度；若未達(dá)到，則氣體分析裝置繼續(xù)向氣體配比箱注氣，不斷循環(huán)，直到達(dá)到設(shè)定濃度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)及其配氣方法，配氣系統(tǒng)包括原氣儲(chǔ)氣裝置、氣體注樣裝置、氣體配比裝置和氣體分析裝置，原氣儲(chǔ)氣裝置中的氣體進(jìn)入氣體注樣裝置，氣體注樣裝置將氣體注入氣體配比裝置中與背景氣進(jìn)行配比，氣體分析裝置對(duì)氣體配比裝置中的氣體進(jìn)行分析，氣體分析裝置通過信號(hào)反饋控制線將氣體分析數(shù)據(jù)反饋給氣體注樣儀。所述配氣方法是上述配氣系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)行。本發(fā)明的常壓室溫動(dòng)態(tài)配氣系統(tǒng)和配氣方法通過氣體注樣裝置向氣體配比裝置中注入需稀釋的氣體，氣體注樣裝置中的控制器能有效控制氣體的注入量和注入速度，不需要手動(dòng)注入，大大提高了氣體配制的效率和準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)F17D1/04GK102042484SQ20091023521
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者李友民, 楊軍龍, 石兵 申請(qǐng)人:北京均方理化科技研究所