專利名稱：一種煙氣中水分含量自動測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種環(huán)境檢測設(shè)備，特別涉及的是一種煙氣中水分 含量自動測試儀。
背景技術(shù)：
我國對大氣固定源排放污染物是按干煙氣計算濃度和排放率的。因此，必須 測定大氣固定源排放煙氣中水分含量?，F(xiàn)有的煙氣中水分含量測試儀前端為加熱采樣管(前端安裝玻璃纖維過濾器除去煙氣中顆粒物)，其后端連接的裝置分三種形式第一種是由干球/濕球溫度計、真空壓力表、轉(zhuǎn)子流量計、抽氣泵組成；通過 所述的干球/濕球溫度計指示溫度差、真空壓力表指示真空壓力、煙氣絕對壓力來 計算煙氣中水分含量。第二種是由冷凝器、溫度計、干燥器、真空壓力表、轉(zhuǎn)子流量計、累積流量 計、調(diào)節(jié)閥、抽氣泵組成；通過冷凝器中冷凝的水量、冷凝器出口的飽和水蒸氣 壓力、流量計前氣體的壓力和溫度、抽取煙氣的體積來計算煙氣中水分含量；最后一種是由吸濕管、冷卻水槽、真空壓力表、溫度計、轉(zhuǎn)子流量計、抽氣 泵組成；通過用天平稱量吸濕管吸收的水分重量、流量計前氣體的壓力和溫度、 抽取煙氣的體積、大氣壓來計算煙氣中水分含量；但是上述的三種都存在一定的缺陷，首先，響應(yīng)速度比較慢，也就是獲得結(jié) 果的時間比較長；其次很大程度上自動化程度不高。為克服上述缺陷，本實用新型創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和試驗終于獲得了本 產(chǎn)品的問世。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種煙氣中水分含量自動測試儀，用以克 服上述缺陷。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型釆用的技術(shù)方案一在于，提供一種煙氣中 水分含量自動測試儀，其包括環(huán)境信息采集單元，數(shù)據(jù)處理單元以及數(shù)據(jù)輸出單元；所述的環(huán)境信息采集單元用以采集煙氣中氧和環(huán)境參數(shù)，其包括 氧傳感器、環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器以及大氣壓力傳感器；所述的 數(shù)據(jù)處理單元其分別與所述的環(huán)境信息采集單元中的氧傳感器、環(huán)境溫度傳 感器、環(huán)境濕度傳感器以及大氣壓力傳感器相連接，接收煙氣中氧和環(huán)境參 數(shù)數(shù)據(jù)并進行預(yù)定的程序處理；所述的數(shù)據(jù)輸出單元與所述的數(shù)據(jù)處理單元 相連接，用以輸出所述數(shù)據(jù)處理單元的處理結(jié)果；本實用新型釆用的技術(shù)方案二在于，提供一種煙氣中水分含量自動測試 儀，其特征在于，其包括前置處理單元、環(huán)境信息采集單元，數(shù)據(jù)處理單 元以及數(shù)據(jù)輸出單元；其中，所述的前置處理單元包括依序進行連接的加 熱采樣管、冷凝器、轉(zhuǎn)子流量計、氧傳感器以及抽氣泵；所述的環(huán)境信息采 集單元用以采集環(huán)境參數(shù)，其為環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器以及大氣 壓力傳感器；所述的數(shù)據(jù)處理單元其分別與所述的環(huán)境信息采集單元中的環(huán) 境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器、大氣壓力傳感器以及所述前置處理單元的 氧傳感器相連接，接收煙氣中氧和環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并進行預(yù)定的程序處理；所 述的數(shù)據(jù)輸出單元與所述的數(shù)據(jù)處理單元相連接，用以輸出所述數(shù)據(jù)處理單 元的處理結(jié)果；本實用新型采用的技術(shù)方案三在于，提供一種煙氣中水分含量自動測試 儀，其特征在于，其包括前置處理單元、環(huán)境信息采集單元，數(shù)據(jù)處理單 元以及數(shù)據(jù)輸出單元；其中，所述的前置處理單元包括依序進行連接的加 熱采樣管、冷凝器、抽氣泵、轉(zhuǎn)子流量計以及氧傳感器；所述的環(huán)境信息采 集單元用以采集環(huán)境參數(shù)，其包括環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器以及 大氣壓力傳感器；所述的數(shù)據(jù)處理單元其分別與所述的環(huán)境信息釆集單元中 的環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器、大氣壓力傳感器以及所述前置處理單 元的氧傳感器相連接，接收煙氣中氧和環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并進行預(yù)定的程序處 理；所述的數(shù)據(jù)輸出單元與所述的數(shù)據(jù)處理單元相連接，用以輸出所述數(shù)據(jù) 處理單元的處理結(jié)果；其中，所述的數(shù)據(jù)處理單元為單片機，計算機或嵌入式系統(tǒng)其中之一； 其中，所述的數(shù)據(jù)輸出單元，包括A/D轉(zhuǎn)換器，其與顯示器、打印機其中之一 或分別與兩者相連接；其中，所述的數(shù)據(jù)輸出單元還包括一數(shù)據(jù)傳輸接口 ，其與其它的上位機或存儲設(shè)備相連接；與現(xiàn)有技術(shù)比較本實用新型的有益效果在于，結(jié)構(gòu)簡單，即可以與便攜式煙塵/煙氣測試儀結(jié)合定時自動測定、實時顯示煙氣中水分含量；也可以作為單獨的 煙氣中水分含量連續(xù)測量系統(tǒng)或煙塵/煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的部件長期地、連續(xù) 地測定和實時顯示煙氣中水分含量。


圖1為本實用新型煙氣中水分含量自動測試儀較佳實施例一的功能結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型煙氣中水分含量自動測試儀較佳實施例二的功能結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型煙氣中水分含量自動測試儀較佳實施例三的功能結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對本新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的說明。本實用新型煙氣中水分含量自動測試儀的原理依據(jù)在于煙氣中的水分含量 與煙氣中含氧量、環(huán)境空氣水分含量(環(huán)境溫度、濕度和大氣壓力)、化石燃料 單位發(fā)熱量產(chǎn)生的氣體體積相關(guān)。當煙氣中水分為飽和狀態(tài)時，水分含量是煙氣 溫度和煙氣壓力的函數(shù)；當煙氣中水分為非飽和狀態(tài)時，水分含量是煙氣含氧量、 環(huán)境空氣水分含量以及化石燃料單位發(fā)熱量產(chǎn)生氣體的體積的函數(shù)。水分含量的 計算公式可表示如下當煙氣中水分為飽和狀態(tài)時Bws=f(t, P)式中Bws-煙氣水分含量，％(v/v) ; t-煙氣溫度，。C(^00。C) ; P-煙 氣絕對壓力(Ba-Ps) , Pa; Ba、 Ps——分別為大氣壓力和煙氣靜壓，Pa。 當煙氣中水分為非飽和狀態(tài)時 Bws=f(Bwa， 02w， V/J)式中Bwa-環(huán)境空氣水分含量，％(v/v) ; 02w-煙氣含氧量，％ ( v./v); V/J -化石燃料單位發(fā)熱量產(chǎn)生氣體的體積，m3/J。 Bwa=f ( T， HR， Ba)式中T-環(huán)境溫度，K; HR-環(huán)境空氣相對濕度，％;本實用新型可與現(xiàn)有的便攜式煙塵/煙氣測試儀或煙塵/煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系 統(tǒng)結(jié)合，在利用上述系統(tǒng)已有的傳感器的基礎(chǔ)上，只需增加一個環(huán)境溫度傳感器、 環(huán)境濕度傳感器和在軟件中增加計算程序便可實現(xiàn)，其具體結(jié)構(gòu)如下所述。請參閱圖1所示，其為本實用新型煙氣中水分含量自動測試儀較佳實施例一 的功能結(jié)構(gòu)示意圖；其包括環(huán)境信息釆集單元11,數(shù)據(jù)處理單元12以及數(shù)據(jù) 輸出單元13;所述的環(huán)境釆集單元11用以采集環(huán)境參數(shù)，其包括氧傳感器111、 環(huán)境溫度傳感器112、環(huán)境濕度傳感器113以及大氣壓力傳感器114;所述的數(shù)據(jù) 處理單元12為單片機，計算機或嵌入式系統(tǒng)其中之一，其分別與所述的環(huán)境采集 單元11中的氧傳感器111、環(huán)境溫度傳感器112、環(huán)境濕度傳感器113以及大氣 壓力傳感器114相連接，接收環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并根據(jù)設(shè)置的預(yù)定程序?qū)?shù)據(jù)進行處 理；所述的數(shù)據(jù)輸出單元13與所述的數(shù)據(jù)處理單元12相連接，其包括A/D轉(zhuǎn)換 器131,其分別與顯示器132、打印機133兩者相連接(也可以與其中之一連接)； 用以輸出所述數(shù)據(jù)處理單元12的處理結(jié)果；當本實用新型開始工作時，煙氣擴散 進入所述的環(huán)境采集單元11的氧傳感器111,大氣擴散進入環(huán)境溫度傳感器112 和環(huán)境濕度傳感器113，大氣壓傳感器114進行測定環(huán)境大氣壓；分別產(chǎn)生標準 信號(4~20mA)輸出到數(shù)據(jù)處理單元12，數(shù)據(jù)處理單元12經(jīng)過相應(yīng)的處理后經(jīng) 過A/D轉(zhuǎn)換器131,通過顯示器132顯示結(jié)果，通過打印機133打印煙氣中水分 含量測定結(jié)果并通過一數(shù)據(jù)傳輸接口 134傳輸數(shù)據(jù)，所述的數(shù)據(jù)傳輸接口 134與 其它的上位機或存儲設(shè)備相連接(圖中未示)；請參閱圖2所示，其為本實用新型煙氣中水分含量自動測試儀較佳實施例二 的功能結(jié)構(gòu)示意圖；其包括前置處理單元24、環(huán)境信息采集單元21,數(shù)據(jù)處理 單元22以及數(shù)據(jù)輸出單元23;其中，所述的前置處理單元24包括依序進行連 接的加熱采樣管241、冷凝器242、轉(zhuǎn)子流量計243、氧傳感器244以及抽氣泵245; 所述的環(huán)境信息采集單元21用以采集環(huán)境參數(shù)，其包括環(huán)境溫度傳感器211、 環(huán)境濕度傳感器212以及大氣壓力傳感器213;所述的數(shù)據(jù)處理單元22為單片機， 計算機或嵌入式系統(tǒng)其中之一，其分別與所述的環(huán)境溫度傳感器211、環(huán)境濕度傳感器212、大氣壓力傳感器213以及所述前置處理單元的氧傳感器244相連接， 接收環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并根據(jù)設(shè)置的預(yù)定程序?qū)?shù)據(jù)進行處理；所述的數(shù)據(jù)輸出單元 23與所述的數(shù)據(jù)處理單元22相連接，其包括A/D轉(zhuǎn)換器231，其與分別顯示器 232、打印機233兩者相連接(也可以與其中之一連接)；用以輸出所述數(shù)據(jù)處理 單元22的處理結(jié)果；所述的數(shù)據(jù)輸出單元23與所述的數(shù)據(jù)處理單元22相連接， 用以輸出所述數(shù)據(jù)處理單元22的處理結(jié)果；本實用新型工作時，由抽氣泵245抽取煙氣，煙氣中顆粒物經(jīng)加熱采樣管241 前端的濾料除去后，由導(dǎo)氣軟管輸送到冷凝器242，煙氣經(jīng)冷凝器242快速冷凝 除去煙氣中的水分，進入轉(zhuǎn)子流量計243,氧傳感器244,再經(jīng)抽氣泵245排出氣 體；由氧傳感器244、大氣擴散進入環(huán)境溫度傳感器211和環(huán)境濕度傳感器212、 大氣壓力傳感器213，測定煙氣中含氧量和環(huán)境參數(shù)，分別產(chǎn)生標準信號 (4~20mA )輸出到數(shù)據(jù)處理單元22,所述數(shù)據(jù)處理單元22經(jīng)過相應(yīng)的處理后， 通過A/D轉(zhuǎn)換器231，利用顯示器232顯示結(jié)果，通過打印機233打印煙氣中水 分含量測定結(jié)果并通過一數(shù)據(jù)傳輸接口 234傳輸數(shù)據(jù)，所述的數(shù)據(jù)傳輸接口 234 與其它的上位機或存儲設(shè)備相連接(圖中未示)；請參閱圖3所示，其為本實用新型煙氣中水分含量自動測試儀較佳實施例三 的功能結(jié)構(gòu)示意圖，其包括前置處理單元34、環(huán)境信息采集單元31,數(shù)據(jù)處理 單元32以及數(shù)據(jù)輸出單元33;其中，所述的前置處理單元34包括依序進行連 接的加熱采樣管341、冷凝器342、抽氣泵343、轉(zhuǎn)子流量計344以及氧傳感器345; 所述的環(huán)境采集單元31用以采集環(huán)境參數(shù)，其包括環(huán)境溫度傳感器311、環(huán)境 濕度傳感器312以及大氣壓力傳感器313;所述的數(shù)據(jù)處理單元32為單片機，計 算機或嵌入式系統(tǒng)其中之一，其分別與所述的環(huán)境采集單元31中的環(huán)境溫度傳感 器311、環(huán)境濕度傳感器312、大氣壓力傳感器313以及所述前置處理單元的氧傳 感器345相連接，接收環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并根據(jù)設(shè)置的預(yù)定程序?qū)?shù)據(jù)進行處理；所 述的數(shù)據(jù)輸出單元33與所述的數(shù)據(jù)處理單元32相連接，其包括A/D轉(zhuǎn)換器331， 其與顯示器332、打印機333其中之一或分別與兩者相連接；用以輸出所述數(shù)據(jù) 處理單元32的處理結(jié)杲；所迷的數(shù)據(jù)輸出單元33與所述的數(shù)據(jù)處理單元32相連 接，用以輸出所述數(shù)據(jù)處理單元32的處理結(jié)果；本實用新型在工作時，由抽氣泵343抽取煙氣，煙氣中顆粒物經(jīng)加熱采樣管 341前端的濾料除去后，由導(dǎo)氣軟管輸送到冷凝器342,煙氣經(jīng)冷凝器342快速冷凝除去煙氣中的水分后，進入抽氣泵343,轉(zhuǎn)子流量計344,再進入氧傳感器345; 由氧傳感器345、大氣擴散進入環(huán)境溫度傳感器311和環(huán)境濕度傳感器312,大氣 壓傳感器313,測定煙氣中含氧量和環(huán)境參數(shù)，分別產(chǎn)生標準信號(4 20mA)輸 出到數(shù)據(jù)處理單元32,所述的數(shù)據(jù)處理單元32通過相應(yīng)的處理經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器 331,通過顯示器332顯示結(jié)果，通過打印機333打印煙氣中水分含量測定結(jié)果并 通過一數(shù)據(jù)傳輸接口 334傳輸數(shù)據(jù)，所述的數(shù)據(jù)傳輸接口 334與其它的上位機或 存儲設(shè)備相連接(圖中未示)；本實用新型主要元器件的技術(shù)指標氧傳感器測量范圍0 25%,最小分度值不大于0.1%,零點漂移d.0。/。F.S.， 跨度漂移^.0%F.S.，線性2.5%;環(huán)境溫度傳感器測量范圍-20 60。C,精確度±1.5%,最小分度值不大于1°C;環(huán)境濕度傳感器測量范圍0 100%RH，精確度±2.0%,最小分度值不大于 1%RH;大氣壓力傳感器測量范圍80 110kPa,最小分度值不大于O.lkPa。 轉(zhuǎn)子流量計流量范圍0~1.5L/min，精確度不低于2.5%,流量波動在±10% 以內(nèi)。采用上述實施例的煙氣中水分含量自動測試儀，其技術(shù)指標為 1、水分測量范圍0 35%; 2a、零點漂移優(yōu)于2.0%F.S.; 3a、跨度漂移優(yōu)于2.0%F.S.; 4a、線性優(yōu)于5%;5 、準確度符合國家HJ/T76《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及 檢測方法》標準的要求，即當國家標準方法測定煙氣中水分含量《％時，本測試 儀測定結(jié)果與標準方法測定結(jié)果的絕對誤差為^1.5%;當國家標準方法測定煙氣 中水分含量〉5%時，本測試儀測定結(jié)果與標準方法測定結(jié)果的相對誤差金25%。注a指本新型中氧傳感器的技術(shù)指標。以上說明對本新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修 改，變化，或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于，其包括環(huán)境信息采集單元，數(shù)據(jù)處理單元以及數(shù)據(jù)輸出單元；所述的環(huán)境信息采集單元用以采集煙氣中氧和環(huán)境參數(shù)，其包括氧傳感器、環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器以及大氣壓力傳感器；所述的數(shù)據(jù)處理單元其分別與所述的環(huán)境信息采集單元中的氧傳感器、環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器以及大氣壓力傳感器相連接，接收煙氣中氧和環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并進行預(yù)定的程序處理；所述的數(shù)據(jù)輸出單元與所述的數(shù)據(jù)處理單元相連接，用以輸出所述數(shù)據(jù)處理單元的處理結(jié)果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于，所 述的數(shù)據(jù)處理單元為單片機，計算機或嵌入式系統(tǒng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于，所 述的數(shù)據(jù)輸出單元，包括A/D轉(zhuǎn)換器，其與顯示器、打印機其中之一或分 別與兩者相連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于，所 述的數(shù)據(jù)輸出單元還包括一數(shù)據(jù)傳輸接口 ，其與其它的上位機或存儲設(shè)備相 連接。
5、 一種煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于，其包括前置處理 單元、環(huán)境信息采集單元，數(shù)據(jù)處理單元以及數(shù)據(jù)輸出單元；其中，所述的 前置處理單元包括依序進行連接的加熱采樣管、冷凝器、轉(zhuǎn)子流量計、氧 傳感器以及抽氣泵；所述的環(huán)境信息采集單元用以采集環(huán)境參數(shù)，其為環(huán)境 溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器以及大氣壓力傳感器；所述的數(shù)據(jù)處理單元其 分別與所述的環(huán)境信息采集單元中的環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器、大 氣壓力傳感器以及所述前置處理單元的氧傳感器相連接，接收煙氣中氧和環(huán) 境參數(shù)數(shù)據(jù)并進行預(yù)定的程序處理；所述的數(shù)據(jù)輸出單元與所述的數(shù)據(jù)處理 單元相連接，用以輸出所述數(shù)據(jù)處理單元的處理結(jié)果。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于，所 述的數(shù)據(jù)處理單元為單片機，計算機或嵌入式系統(tǒng)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于，所 述的數(shù)據(jù)輸出單元，包括A/D轉(zhuǎn)換器，其與顯示器、打印機其中之一或分別與兩者相連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于，所 述的數(shù)據(jù)輸出單元還包括一數(shù)據(jù)傳輸接口 ，其與其它的上位^L或存儲設(shè)備相 連接。
9、 一種煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于，其包括前置處理單元、環(huán)境信息采集單元，數(shù)據(jù)處理單元以及數(shù)據(jù)輸出單元；其中，所述的前置處理單元包括依序進行連接的加熱采樣管、冷凝器、抽氣泵、轉(zhuǎn)子流量計以及氧傳感器；所述的環(huán)境信息采集單元用以釆集環(huán)境參數(shù)，其包括環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器以及大氣壓力傳感器；所述的數(shù)據(jù)處理單 元其分別與所述的環(huán)境信息采集單元中的環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器、大氣壓力傳感器以及所述前置處理單元的氧傳感器相連接，接收煙氣中 氧和環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并進行預(yù)定的程序處理；所述的數(shù)據(jù)輸出單元與所述的數(shù)據(jù)處理單元相連接，用以輸出所述數(shù)據(jù)處理單元的處理結(jié)果。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于，所 述的數(shù)據(jù)處理單元為單片機，計算機或嵌入式系統(tǒng)。
11 、根據(jù)權(quán)利要求9所述煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于，所 述的數(shù)據(jù)輸出單元，包括A/D轉(zhuǎn)換器，其與顯示器、打印機其中之一或分 別與兩者相連接。
12、根據(jù)權(quán)利要求11所述煙氣中水分含量自動測試儀，其特征在于， 所述的數(shù)據(jù)輸出單元還包括一數(shù)據(jù)傳輸接口 ，其與其它的上位機或存儲設(shè)備 相連接。
專利摘要本實用新型為一種煙氣中水分含量自動測試儀，其包括環(huán)境信息采集單元，數(shù)據(jù)處理單元以及數(shù)據(jù)輸出單元；所述的環(huán)境信息采集單元用以采集煙氣中氧和環(huán)境參數(shù)，其包括氧傳感器、環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器以及大氣壓力傳感器；所述的數(shù)據(jù)處理單元其分別與所述的環(huán)境信息采集單元中的氧傳感器、環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器以及大氣壓力傳感器相連接，接收煙氣中氧和環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)并進行預(yù)定的程序處理；所述的數(shù)據(jù)輸出單元與所述的數(shù)據(jù)處理單元相連接，用以輸出所述數(shù)據(jù)處理單元的處理結(jié)果；達到結(jié)構(gòu)簡單，自動測定、實時顯示煙氣中水分含量的目的。
文檔編號G01N35/00GK201083746SQ20072017009
公開日2008年7月9日 申請日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日
發(fā)明者江 易, 李虹杰, 永 梁 申請人:易 江;李虹杰;梁 永