專利名稱：輕烴燃氣濃度在線監控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種燃氣濃度監測與控制裝置，尤其是應用于輕烴燃氣制供工藝中，輕烴燃氣濃度在線監測與控制裝置。
(2)背景技術輕烴燃氣是一種由烷烴、烯烴中C1～C9成份組成的混合氣體，宗占國報道了(能源研究與利用，1998，2)一種輕烴油常溫氣化罐，它與相配套的自動化控制柜及調壓式貯氣罐組成一個獨立的供氣系統。CN01214274號專利公開一種輕烴油補熱氣化裝置。CN00244526號專利公開了一種自動環保燃油氣化器。CN2442116號專利公開一種輕烴燃料多級氣化裝置，包括罐體、充氣泵、氣化器、調壓器和加熱器。在輕烴燃氣制供工藝中燃氣濃度的在線監控是十分重要的，其重要意義在于能使輕質油制氣工藝供出熱值穩定度高的燃氣，而目前僅有對各種氣體分別測定的儀器，在目前的輕烴燃氣制備工藝中，對燃氣濃度的確定，均以恒定輕烴油供給量和采用“試燒灶”來判定。而此方法只能用于對燃氣濃度范圍波動要求不嚴的居民生活用氣和某些對熱流量要求不高的工業。對于那些熱流量要求嚴格穩定和產品價值較高的使用對象，如燒制高檔產品的輥道瓷窯，是完全不能滿足要求的。
(3)發明內容本實用新型旨在提供一種能應用于輕烴燃氣制供工藝中的燃氣濃度在線監控裝置。
本實用新型采用伽法尼電池作為轉換器測定燃氣中的氧含量，再經反向運算電路，求出燃氣中各種純可燃氣體的總含量，一路送至數顯儀表顯示；另一路送至比較器與設定的濃度值比較，其差值通過運算電路處理輸出，再驅動配空電動閥，使供出燃氣濃度與設定濃度保持一致。
本實用新型設有燃氣濃度信號采集器，用于在線連續采樣；轉換器，用于將采集的樣品中氧含量轉換為電信號，轉換器的輸入端接燃氣濃度信號采集器的輸出端；反向運算電路，用于將氧含量電信號轉換為相對應的燃氣濃度的電信號，反向運算電路的輸入端接轉換器的輸出端；濃度顯示電路，用于實時顯示燃氣濃度，濃度顯示電路的輸入端接反向運算電路的輸出端；加法器，用于將測量值與設定值進行比較運算后，為配空電動閥驅動電路提供改變量信號，加法器的輸入端接反向運算電路的輸出端；濃度設定電路，用于設定所需濃度值，其輸出端接加法器的輸入端；驅動電路，用于根據改變量信號驅動配空電動閥，驅動電路的輸入端接加法器的輸出端；電動閥，用于根據改變量信號驅動并實時調整空氣配比量，電動閥接驅動電路的輸出端。
所說的燃氣濃度信號采集器可設一個腔體，腔體設有在線樣品進口、空氣清洗進口和在線樣品出口，在線樣品出口接轉換器輸入端。
所說的轉換器可采用伽法尼電池。
本實用新型利用燃氣濃度信號采集器在線采集樣品，采用伽法尼電池作為轉換器測定燃氣中的氧含量，通過反向運算電路將氧含量電信號轉換為相對應的燃氣濃度的電信號，再進行數顯，可準確地顯示在線實時燃氣濃度，用以在線實時指導制氣工藝調節，保證燃氣的質量。其性能可靠，操作簡便。另外，本實用新型的控制效果好，經實驗，其控制誤差≤0.2％。本實用新型的重要意義在于在輕烴燃氣制供工藝中，能使輕質油制氣工藝供出熱值穩定度高的燃氣，使供出燃氣濃度與設定濃度保持一致，以突破輕烴燃氣只限用于民用的現狀，將其進一步應用于產品價值較高的工業設備，例如燒制高檔產品的輥道瓷窯。
(4)
圖1為輕烴燃氣濃度在線監控裝置的結構組成框圖。
圖2為燃氣濃度信號采集器實施例的結構示意圖。
圖3為轉換器、反向運算電路、濃度顯示電路原理圖。
圖4為電動閥信號處理及驅動電路原理圖。
(5)具體實施方式
如圖1所示，本實用新型由燃氣濃度信號采集器1、轉換器2、反向運算電路3、濃度顯示電路4、加法器5、濃度設定電路6、驅動電路7和電動閥8組成。參見圖2，3，轉換器采用伽法尼電池D，設于濃度信號采集腔11的在線樣品出口處12，采集腔11還設在線樣品進口13、空氣清洗進口14、廢樣出口15。伽法尼電池D將采樣中氧含量轉換為電信號送至反向運算電路的運算放大器IC4(CA3140型)的輸入端，電阻R5、R9、R10、R12和電位器P2組成調零電路，燃氣濃度標準信號由運算放大器IC4的輸出端送至濃度顯示器H。
在圖3中，電阻R5～R8、R11、R1210K，R9、R10200Ω，電位器P210K，P3100K。
如圖4所示，加法器由集成電路L1∶1(LM324型)、L1∶2(LM324型)及其輔助元件組成，共同完成對濃度測量信號、濃度設定值、電動閥位置反饋信號的運算處理任務，為驅動電路提供改變量的電平。測量信號從電阻R3輸入至集成電路L1∶2的第5端。由電位器P5提供濃度設定值。由開頭K控制閥位置，電位器P10提供電動閥位置反饋信號，閥位顯示信號由P8輸出。電動閥驅動電路由閥開電路的閥閉電路組成。閥開電路由反向器L1∶3(LM324型)、比較器L4∶1(LM339型)、三極管BG1(9013型)和繼電器J1(9013型)組成。閥閉電路由比較器L4∶2(LM339型)、三極管BG2(9013型)和繼電器J2組成。閥開、閥閉電路的輸入端并聯接在L1∶1的輸出端。P6為手動給定電位器，當手動、自動轉換開關K的S2處在手動位置S時，調整P6可以直接給定電動閥開度位置。當手動、自動轉換開關K的S2處在自動位置Z時，由圖3反向運算電路來的濃度測量信號加到L1∶2的正輸入端，與加在其負輸入端的濃度設定值出現差值時，由L1∶2將差值放大送到L1∶1正輸入端，與L1∶1負輸入端的電動閥位置反饋信號進行運算輸出，為驅動電路提供改變量的電平，L1∶1有三種輸出狀態，即正、負、零。當L1∶1輸出為零電平時，驅動電路輸出均為零，電動閥保持靜止狀態。當L1∶1輸出為正電平時，經L1∶3反向后使L4∶1、BG1保持截止，J1不動作，同時由于正向偏置輸出高電平使BG2導通，J2吸合，電動閥向打開方向動作。當L1∶1輸出為負電平時，由于反向偏置輸出低電平使BG2保持截止，J2不動作，同時負電平經L1∶3反向后使L4∶1正向偏置，BG1導通，J1吸合，電動閥向關閉方向動作。當電動閥反饋信號與L1∶2輸出信號相等時，電動閥重新進入靜止狀態。
在圖4中，電阻R1～R14、R2110K，R15、R182K，R16、R191K，R17、R20100K，R225K；電位器P1、P2100K，P3～P6、P810K，P101K。
權利要求1.輕烴燃氣濃度在線監控裝置，其特征在于設有用于在線連續采樣的燃氣濃度信號采集器；用于將采集的樣品中氧含量轉換為電信號的轉換器，轉換器的輸入端接燃氣濃度信號采集器的輸出端；用于將氧含量電信號轉換為相對應的燃氣濃度的電信號的反向運算電路，反向運算電路的輸入端接轉換器的輸出端；用于實時顯示燃氣濃度的濃度顯示電路，濃度顯示電路的輸入端接反向運算電路的輸出端；加法器，加法器的輸入端接反向運算電路的輸出端；用于設定所需濃度值的濃度設定電路，其輸出端接加法器的輸入端；驅動電路，驅動電路的輸入端接加法器的輸出端；電動閥，電動閥接驅動電路的輸出端。
2.如權利要求1所述的輕烴燃氣濃度在線監控裝置，其特征在于所說的燃氣濃度信號采集器設一個腔體，腔體設有在線樣品進口、空氣清洗進口和在線樣品出口，在線樣品出口接轉換器輸入端。
3.如權利要求1所述的輕烴燃氣濃度在線監控裝置，其特征在于所說的轉換器采用伽法尼電池。
4.如權利要求1所述的輕烴燃氣濃度在線監控裝置，其特征在于電動閥驅動電路由閥開電路的閥閉電路組成，閥開電路由反向器(L1∶3)、比較器(L4∶1)、三極管(BG1)和繼電器(J1)組成；閥閉電路由比較器(L4∶2)、三極管(BG2)和繼電器(J2)組成；閥開電路、閥閉電路的輸入端并聯接在集成電路(L1∶1)的輸出端。
專利摘要輕烴燃氣濃度在線監控裝置，涉及一種監測與控制裝置，尤其是應用于輕烴燃氣制供工藝中輕烴燃氣濃度在線監測與控制裝置。設有燃氣濃度信號采集器(1)、轉換器(2)、反向運算電路(3)、濃度顯示電路(4)，加法器(5)、濃度設定電路(6)、驅動電路(7)和電動閥(8)，電動閥接驅動電路輸出端。利用燃氣濃度信號采集器在線采集樣品，采用伽法尼電池作為轉換器測定燃氣中的氧含量，通過反向運算電路將氧含量電信號轉換為相對應的燃氣濃度電信號，可準確顯示在線實時燃氣濃度，用以在線實時指導制氣工藝調節，保證燃氣質量。性能可靠、操作簡便、控制效果好，誤差≤0.2％。能使輕質油制氣工藝供出熱值穩定度高的燃氣，使供出燃氣濃度與設定濃度保持一致。
文檔編號G05D21/02GK2624256SQ0324376
公開日2004年7月7日 申請日期2003年4月8日 優先權日2003年4月8日
發明者陳鐵, 吳振峰, 陳濱 申請人:晉江市龍祥新型燃料設備安裝有限公司