專利名稱：基于LabVIEW軟件的過程氣體濃度在線檢測方法
技術領域：
本發明所屬技術領域為數字檢測和信息技術領域，特別涉及一種基于LabVIEW軟件的過程氣體濃度在線檢測方法。·
背景技術：
目前國內外的流程エ業排污廢氣檢測主要是在火電廠、垃圾焚燒廠、鋼鐵石化燃燒鍋爐的各類過程煙道上對S02、NOx, NH3> HC1、HF、H2S等氣體進行在線檢測。傳統的過程氣體分析檢測方法主要是化學方法，化學方法通常需要做樣本的預處理，過程復雜耗時，且容易受到其他物質的干擾，還可能引起人工產物，尤其不適合實時的連續測量，存在著測量準確性差，取樣預處理系統復雜、測量時間長、可靠性差等缺點。
發明內容
本發明的目的是提供一種基于LabVIEW軟件的過程氣體濃度在線檢測方法。該在線檢測方法需要借助LabVIEW軟件來完成。具體步驟為
(1)設置ー種用于流程エ業氣體濃度的在線檢測裝置，包括電源模塊、檢測模塊、放大濾波電路、傳感器模塊、信號接線盒、數據采集卡和計算機；檢測模塊的一端直接連接在測量點進行測量，檢測模塊的另一端通過放大濾波電路與信號接線盒連接，信號接線盒與數據采集卡連接，數據采集卡與計算機連接，傳感器模塊也是通過信號接線盒連接到數據采集卡;
所述檢測模塊包括光發射單元和光接收單元，其中光發射單元包括光源室和會聚透鏡，光接收單元包括反射鏡、聚光透鏡、単色儀或濾光片和光電探測器；傳感器模塊包括氣體傳感器、溫度傳感器、壓強傳感器、濕度傳感器和流速傳感器，其中氣體傳感器安裝在被測氣體通道內且可以根據不同的檢測需求進行選擇，溫度傳感器、壓強傳感器、濕度傳感器和流速傳感器均安裝在進氣閥入口處；數據采集卡為基于PCI總線32路模擬輸入通道，4路模擬輸出通道，48路TTL/CM0S電平的數字I/O端ロ的高速采集卡，采用16bit高速A/D轉換，采樣率最高可達2. 8MS/s，數字時鐘達IOMHz ；
(2)將步驟(I)所述在線檢測裝置直接安裝在過程煙道的測量點上，打開檢測模塊的進氣閥和出氣閥；
(3)—部分過程氣體直接被步驟(I)所述安裝在進氣閥入口處的溫度傳感器、壓強傳感器、濕度傳感器和流速傳感器檢測，直接輸送數據至數據采集卡，另一部分過程氣體通過進氣閥進入被測氣體通道成為被測氣體；
(4)從發射接收單元的光源室發出的光經過會聚透鏡形成一束平行光，穿過步驟(3)收集的被測氣體，射出的光經反射鏡反射再次經過被測氣體通道，然后被發射接收單元的光電探測器接收，光電探測器把接收的光信號轉化成電信號；
(5)步驟(4)的電信號經放大濾波電路處理后通過信號接線盒送入數據采集卡，采集的數據通過PCI總線輸送到計算機，經過計算機上安裝的基于LabVIEW軟件開發的氣體濃度在線檢測軟件分析，得到被測氣體的濃度、溫度、壓強、濕度、流速等參數值；
(6)檢測完的被測氣體經出氣閥重新進入過程煙道與過程氣體匯合，實現過程氣體各種參數值的動態實時監測、存儲和分析，并且將所測數據通過因特網和交換機輸到各遠程監測工作站，實現信息共享；
所述安裝在線檢測裝置的方式為插入式、對裝式和反射式中的ー種。與傳統的過程氣體分析檢測方法不同，本發明使用基于LabVIEW軟件開發的氣體濃度在線檢測軟件，具有如下優點
(1)本發明使用的檢測裝置直接安裝在測量點實時測量，可顯著提高測量精度，同時無需樣本預處理過程和分析小屋，有效縮短響應時間和降低成本； (2)本發明采用氣體分子吸收光譜技術，可在線檢測到ppm級濃度，響應時間快；
(3)本發明使用的LabVIEW軟件人機界面，操作簡單、功能強大、可靠性高，所采用的PCI總線的數據采集卡，可以實現多路信號同時采集，支持模擬、數字輸入輸出接ロ ；
(4)計算機上安裝的基于LabVIEW軟件開發的氣體濃度在線檢測軟件能根據實際情況配置數據采集卡接ロ資源，并且采用其多線程技木，將多個獨立的任務并行運行，提高了裝置的利用率和執行速度，實現エ業流程氣體的在線檢測、數據存儲和分析等功能。
圖I為本發明在線檢測過程示意圖。圖2為本發明所用檢測裝置的模塊連接示意圖。圖3為本發明所用LabVIEW軟件的主界面功能框圖。圖4為本發明數據采集流程圖。圖中標記1_過程氣體；2_溫度傳感器、壓強傳感器、濕度傳感器和流速傳感器所在位置；3_進氣閥；4_出氣閥；5_反射鏡；6_發射接收單元；7_被測氣體通道；8_數據采集卡；9- PCI總線；10-計算機；11-打印機；12-因特網；13-交換機;14_遠程監測工作站。
具體實施例方式實施例
(I)設置ー種用于流程エ業氣體濃度的在線檢測裝置，包括電源模塊、檢測模塊、放大濾波電路、傳感器模塊、信號接線盒、數據采集卡和計算機；檢測模塊的一端直接連接在測量點進行測量，檢測模塊的另一端通過放大濾波電路與信號接線盒連接，信號接線盒與數據采集卡連接，數據采集卡與計算機連接，傳感器模塊也是通過信號接線盒連接到數據采集卡;
所述檢測模塊包括光發射單元和光接收單元，其中光發射單元包括光源室和會聚透鏡，光接收單元包括反射鏡、聚光透鏡、単色儀或濾光片和光電探測器；傳感器模塊包括氣體傳感器、溫度傳感器、壓強傳感器、濕度傳感器和流速傳感器，其中氣體傳感器安裝在被測氣體通道內且可以根據不同的檢測需求進行選擇，溫度傳感器、壓強傳感器、濕度傳感器和流速傳感器均安裝在進氣閥入口處；數據采集卡為基于PCI總線32路模擬輸入通道，4路模擬輸出通道，48路TTL/CM0S電平的數字I/O端ロ的高速采集卡，采用16bit高速A/D轉換，采樣率最高可達2. 8MS/s，數字時鐘達IOMHz ；
(2)將步驟(I)所述在線檢測裝置直接安裝在過程煙道的測量點上，打開檢測模塊的進氣閥和出氣閥；
(3)—部分過程氣體直接被步驟(I)所述安裝在進氣閥入口處的溫度傳感器、壓強傳感器、濕度傳感器和流速傳感器檢測，直接輸送數據至數據采集卡，另一部分過程氣體通過進氣閥進入被測氣體通道成為被測氣體；
(4)從發射接收單元的光源室發出的光經過會聚透鏡形成一束平行光，穿過步驟(3)收集的被測氣體，射出的光經反射鏡反射再次經過被測氣體通道，然后被發射接收單元的光電探測器接收，光電探測器把接收的光信號轉化成電信號；
(5)步驟(4)的電信號經放大濾波電路處理后通過信號接線盒送入數據采集卡，采集 的數據通過PCI總線輸送到計算機，經過計算機上安裝的基于LabVIEW軟件開發的氣體濃度在線檢測軟件分析，得到被測氣體的濃度、溫度、壓強、濕度、流速等參數值；
(6)檢測完的被測氣體經出氣閥重新進入過程煙道與過程氣體匯合，實現過程氣體各種參數值的動態實時監測、存儲和分析，并且將所測數據通過因特網和交換機輸到各遠程監測工作站，實現信息共享；
所述安裝在線檢測裝置的方式為插入式。
權利要求
1.一種基于LabVIEW軟件的過程氣體濃度在線檢測方法，其特征在于具體步驟為 (1)設置ー種用于流程エ業氣體濃度的在線檢測裝置，包括電源模塊、檢測模塊、放大濾波電路、傳感器模塊、信號接線盒、數據采集卡和計算機；檢測模塊的一端直接連接在測量點進行測量，檢測模塊的另一端通過放大濾波電路與信號接線盒連接，信號接線盒與數據采集卡連接，數據采集卡與計算機連接，傳感器模塊也是通過信號接線盒連接到數據采集卡; 所述檢測模塊包括光發射單元和光接收單元，其中光發射單元包括光源室和會聚透鏡，光接收單元包括反射鏡、聚光透鏡、単色儀或濾光片和光電探測器；傳感器模塊包括氣體傳感器、溫度傳感器、壓強傳感器、濕度傳感器和流速傳感器，其中氣體傳感器安裝在被測氣體通道內且可以根據不同的檢測需求進行選擇，溫度傳感器、壓強傳感器、濕度傳感器和流速傳感器均安裝在進氣閥入口處；數據采集卡為基于PCI總線32路模擬輸入通道，4路模擬輸出通道，48路TTL/CMOS電平的數字I/O端ロ的高速采集卡，其采用了 16bit高速A/D轉換，采樣率最高可達2. 8MS/s，數字時鐘達IOMHz ； (2)將步驟(I)所述在線檢測裝置直接安裝在過程煙道的測量點上，打開檢測模塊的進氣閥和出氣閥； (3)—部分過程氣體直接被步驟(I)所述安裝在進氣閥入口處的溫度傳感器、壓強傳感器、濕度傳感器和流速傳感器檢測，直接輸送數據至數據采集卡，另一部分過程氣體通過進氣閥進入被測氣體通道成為被測氣體； (4)從發射接收單元的光源室發出的光經過會聚透鏡形成一束平行光，穿過步驟(3)收集的被測氣體，射出的光經反射鏡反射再次經過被測氣體通道，然后被發射接收單元的光電探測器接收，光電探測器把接收的光信號轉化成電信號； (5)步驟(4)的電信號經放大濾波電路處理后通過信號接線盒送入數據采集卡，采集的數據通過PCI總線輸送到計算機，經過計算機上安裝的基于LabVIEW軟件開發的氣體濃度在線檢測軟件分析，得到被測氣體的濃度、溫度、壓強、濕度、流速等參數值； (6)檢測完的被測氣體經出氣閥重新進入過程煙道與過程氣體匯合，實現過程氣體各種參數值的動態實時監測、存儲和分析，并且將所測數據通過因特網和交換機輸到各遠程監測工作站，實現信息共享； 所述安裝在線檢測裝置的方式為插入式、對裝式和反射式中的ー種。
全文摘要
本發明公開了一種基于LabVIEW軟件的過程氣體濃度在線檢測方法。將在線檢測裝置直接安裝在過程煙道的測量點上，打開檢測裝置的進氣閥和出氣閥；通過檢測模快和傳感器模塊檢測被測氣體的濃度、溫度、壓強、濕度、流速等參數，數據采集卡采集數據再通過PCI總線輸送到安裝有基于LabVIEW軟件開發的氣體濃度在線檢測軟件的計算機進行分析，得相關參數值，實現實時在線檢測。本發明具有如下優點無需樣本預處理，縮短響應時間、降低成本并提高測量精度；可在線檢測到ppm級濃度；所使用的LabVIEW軟件的人機界面操作簡單、功能強大、可靠性高，結合PCI總線數據采集卡，可實現多路信號采集，支持模擬、數字輸入和輸出接口。
文檔編號G01N21/31GK102680418SQ20121016141
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者孫林, 崔建民, 王濤, 陸綺榮, 黃媛媛 申請人:桂林理工大學