一种用于便携式FID检测器的进气稳流装置的制作方法

一种用于便携式fid检测器的进气稳流装置
技术领域
1.本发明涉及一种进气稳流装置，适用于便携式或移动式fid检测器的进气稳流。


背景技术：

2.氢火焰离子化检测器(flame ionization detector,fid)是一种用于检测空气中挥发性有机物常见的传感器。它利用氢火焰电离挥发性有机物(vocs)，产生碳氢化合物离子，离子定向移动形成电流，从而测量出有机物的浓度。fid需要三种气源：燃气、助燃气和被测气；且气体需要按照比例送入fid。
3.常见的fid进气稳流装置主要有以下两种方式：
4.第一种采用高压降压稳流的方式。在管路上添加电子压力控制(epc)模块或机械式的稳流装置，使高压输入的气体经过降压稳流送入fid中。epc模块由压力传感器和比例阀构成；通过压力传感器检测管路中的压力，调节比例阀，达到控制管路中气体流量的目的。
5.第二种采用倍压降压稳流的方式。气体经由泵抽入管路的通道一，流量调节模块设置在管路通道二上，通道一、通道二汇合后送入fid中。该装置利用泵吸在管路内形成高压，将外部常压气体吸入通道一。通道二中的流量调节模块由气阻、压力传感器和比例阀构成，对管路起到降压和稳流的作用；气阻用于降压，压力传感器用于检测管路中的压力，根据压力变化实时调节比例阀，从而稳定整个管路的气体流速。
6.以上两种方式都存在弊端，第一种高压降压稳流的方式适用于有正压气体输入的场合，成本较高；第二种倍压降压稳流的方式存在两个缺点，一是泵的工作缺少闭环控制，会导致通道一中的气体流速不稳定，从而影响管路中气体的流量；二是进入通道二的气体的输入压强必须要大于整个管路的压强，否则通道一中的气体会回灌到通道二中。这两种装置对气体的输入压强有要求，所需部件较多，适用于大型或在线的检测设备；不适用于便携式或移动式的检测设备。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是提供一种可实现性强，成本低，适用于便携式或移动式检测设备的fid泵吸式进气稳流装置。
8.所述技术方案为：一种适用于便携式或移动式检测设备的进样稳流装置，由气阻、泵、传感器和控制器组成。气阻为一定直径和长度的不锈钢管，用于限制气体流速；泵为气泵，用于把气体送入fid检测器；传感器为压力传感器，用于检测气阻两端的气压差；控制器为单片机或微控制器，可根据采样的气压差调节输出泵电压，控制泵电机的转速。
9.所述气阻为具有一定直径和长度的不锈钢管，所述气阻根据气路流量的需求进行选型，先使用一段经验气阻，逐渐调节泵电压，使之达到最大电压值，用流量计检测当前气体流量值，并且与所需流量进行比较，如果目标值和实际值有差距，则可调节气阻的直径和长度，重复以上调节操作，直至找到合适的气阻的直径和长度，使得在传感器线性量程内能
够达到所需的气体流量值。
10.所述控制器具有压力差值和流量对应关系控制模块，该模块通过如下方式获得，先通过调节泵电压的大小，监测传感器气压差值和气路流量值，将获得的气压差值和流量值进行拟合，得到两者关系，并将该关系通过程序写入控制模块。
11.本装置中气体经过气阻，通过泵送入fid检测器；压力传感器和控制器构成反馈回路，用于控制管路中的气体流量。压力传感器定时向控制器反馈气阻两端的压力差，当测得的气路实际压力差与设定值不符时，控制器根据控制算法输出新电压给泵电机，调节泵电机的转速，改变泵隔膜的开关速度，使得该气路上获得稳定的流量。该装置可用在fid检测器的进气管路上，在检测器进样时，燃气、助燃气和被测气管路可以独立进行流量控制，按照比例送入fid中。
12.本发明的有益效果为：
13.(1)气体用泵抽入管道，在常压检测条件下也可适用；
14.(2)使用压力传感器实时监测气路压力，采用闭环控制泵电机的转速，配合控制算法，使流量控制更加稳定；
15.(3)单路调节，取消旁路进气降压稳压环节，简化结构部件，可实现性强，成本低，特别适用于便携式或移动式设备。
附图说明
16.图1为本发明装置结构示意图
具体实施方式
17.以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.如图1所示，本发明所涉用于fid检测器的进气稳流装置，包括传感器1、控制器2、气阻3、泵4；传感器1为压差传感器，可以将压力差信号转换成电压信号；控制器2可以为单片机或微控制器，用于通过算法控制泵4电机的转速；气阻3是一定直径和长度的不锈钢管；泵4为气泵。
19.气阻3需要根据气路流量的需求进行选型，可先使用一段经验气阻，逐渐调节泵4电压，使之达到最大电压值，用流量计检测当前气体流量值，并且与所需流量进行比较，如果目标值和实际值有差距，则可调节气阻3的直径和长度。重复以上调节操作，直至找到合适的气阻3直径和长度，使得在传感器线性量程内能够达到所需的气体流量值。
20.在选定气阻3后，就可以进行流量压力的拟合操作。控制器(2)具有压力差值和流量对应关系控制模块，该模块通过如下方式获得，先通过调节泵(4)电压的大小，监测传感器(1)气压差值和气路流量值，将获得的气压差值和流量值进行拟合，得到两者关系，并将该关系通过程序写入控制模块。控制器2在工作时，通过得到的传感器1电压值，调节泵4的电压大小，使气体按照需求流量送入fid检测器中。
21.该装置安装到fid进样管路上，气体经过气阻3，再由泵4送入fid检测器；压力传感器1定时向控制器2反馈管路的气体压力，当测得的实际压力与设定值不符时，控制器2输出新电压给泵4电机，调节泵4电机的转速，使得该气路上获得稳定的流量。
22.以上仅为发明的优选实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的思想原则内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种用于便携式fid检测器的进气稳流装置，其特征在于：包括气阻(3)、泵(4)、传感器(1)和控制器(2)，所述气阻(3)用于限制气体流速；所述泵(4)为气泵，用于把气体送入所述fid检测器；所述传感器(1)用于检测所述气阻(3)两端的气压差；所述控制器(2)根据所述传感器(1)检测的气压差调节输出泵电压，控制泵(4)的电机的转速；气体经过所述气阻(3)，通过所述泵(4)送入所述fid检测器；所述传感器(1)和所述控制器(2)构成反馈回路。2.如权利要求1所述的用于便携式fid检测器的进气稳流装置，其特征在于：所述气阻(3)为具有一定直径和长度的不锈钢管，所述气阻(3)根据气路流量的需求进行选型，先使用一段经验气阻，逐渐调节泵电压，使之达到最大电压值，用流量计检测当前气体流量值，并且与所需流量进行比较，如果目标值和实际值有差距，则可调节气阻(3)的直径和长度，重复以上调节操作，直至找到合适的气阻(3)直径和长度，使得在传感器(1)线性量程内能够达到所需的气体流量值。3.如权利要求1所述的用于便携式fid检测器的进气稳流装置，其特征在于：所述传感器(1)为压力传感器，所述控制器(2)为单片机或微控制器。4.如权利要求1所述的适用于便携式fid检测器的进气稳流装置，所述控制器(2)具有压力差值和流量对应关系控制模块，该模块通过如下方式获得，先通过调节泵(4)电压的大小，监测传感器(1)气压差值和气路流量值，将获得的气压差值和流量值进行拟合，得到两者关系，并将该关系通过程序写入控制模块。5.一种如权利要求1-4所述的用于便携式fid检测器的进气稳流装置的进气稳流方法，其特征在于：所述进气稳流装置安装到所述fid检测器进样管路上，气体经过气阻(3)，再由泵(4)送入fid检测器；压力传感器(1)定时向控制器(2)反馈管路的气体压力，当测得的实际压力与设定值不符时，控制器(2)输出新电压给泵(4)电机，调节泵(4)电机的转速，使得气路上获得稳定的流量。

技术总结
本发明公开了一种用于便携式FID检测器的进气稳流装置，包括气阻、泵、传感器和控制器，所述气阻用于限制气体流速；所述泵为气泵，用于把气体送入所述FID检测器；所述传感器用于检测所述气阻两端的气压差；所述控制器根据所述传感器检测的气压差调节输出泵电压，控制泵的电机的转速；气体经过所述气阻，通过所述泵送入所述FID检测器；所述传感器和所述控制器构成反馈回路。本发明能够在常压检测条件适用，使流量控制更加稳定，可实现性强，成本低。成本低。成本低。


技术研发人员：刘伟宁 吴誉 牛文兴 吴凯勋 李俊芳 刘思思
受保护的技术使用者：天津津普利环保科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/5/17