载体催化式窑炉烟气自动分析器制造技术

本实用新型专利技术属于一种载体催化式窑炉烟气自动分析仪器，它由烟气取样预处理装置，助燃气和参比气取样装置、传感装置、放大电路、记录显示装置等组成。该器适用于窑炉烧成气氛中ＣＯ、Ｈ－［２］、ＣＨ－［４］等成分的分析，尤其是对南方地区各种陶瓷窑炉还原气氛中ＣＯ含量进行自动分析。本实用新型专利技术具有结构简单，成本低、综合性能好、操作方便等。它能把被测气体的浓度成比例地转变成为０－１０ＭＡ控制电流信号，便于与现有的自动控制系统联机，形成对气氛的自动控制。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术属于一种气体流程分析仪器，适用于窑炉烧成气氛中CO，H2、CH4等成分分析，尤其是对南方地区各种陶瓷窑炉还原气氛中CO的含量进行自动分析。在现有技术中，适用测量气体成分的流程分析仪器种类很多，它们的结构和性能各异。例如气相色谱仪、红外线气体分析器等产品，其分析精度高，选择性能好，但是这些气体分析仪结构复杂，价格昂贵。在现有技术中，还有一种结构简单，价格低廉的气体分析器，即采用载体催化元件作探头形式的气体分析器。这类分析器在特定的气氛中(载体催化元件正常工作的必要条件是气体中含有一定氧量的情况下，才能与上述气体反应而输出相应的信号)，具有灵敏度高，线性度好，使用方便等优点，但是存在测量精度较低，选择性和可靠性能较差、量程小，不易调零校准等不足。它们不适用陶瓷窑炉还原气氛CO的分析。例如美国的MSA气体分析仪，仅适用于测量空气中的CO，量程只有0～0.15％。本技术目的就是针对上述情况，提供一种即结构简单，成本低廉，又具有良好的综合性能的载体催化式烟气自动分析器。它可连续分析陶瓷窑炉其烧成气氛中的CO成分并能将CO能浓度成比例地转变成为0～10MA控制电流信号，便于与现有的自动控制系统联机，形成对气氛的自动控制。本技术结构与要点结合附图详细描述如下附图说明图1烟气分析器的总体结构框图；图2烟气取样预处理装置示意图；图3助燃气和参比气取样装置示意图；图4传感装置结构示意图；图5传感装置的测量电路原理图；图6放大电路原理图；如图1所示本技术由烟气取样预处理装置(1)，助燃气和参比气取样装置(2)，传感装置(3)、放大电路(4)、显示记录仪(5)等组成。烟气经过(1)被冷却、洗涤、过滤、干燥后进入(3)内工作传感器(3′)的气体混合室；空气经过(2)被净化而获得助燃气(h)和参比气(i)，其助燃气输入(3′)的气体混合室与净化烟气(g)混合；参比气进入参比传感器(3″)；(3′)将混合气体中CO浓度转变成电压信号V1，(3″)将参比气中微量CO浓度转变成V2，V1与V2之差△V由放大电路(4)放大与转换处理，输出0～10MA的控制电流信号(f)，最后由(5)将测量数据记录显示出来。烟气取样预处理装置(1)如图2所示它由取样管(6)，射水抽气器(7)，气水分离器(8)，离心式过滤器(9)，干燥管(10)针阀(11)，转子流量计(12)构成。助燃气和参比气取样装置(2)如图3所示它由射水抽水器(13)，气水分离器(14)，干燥管(15)，三通阀(16)，针阀(17)、(18)，转子流量计(19)、(20)构成。该装置可使空气净化，所得助燃气的湿度和温度可与烟气一致，便于这二种气体的混合。给净化烟气充加助燃气这一措施，可稀释烟气，使得测量范围加宽，线性度好；另则可使混合气体有过量的氧气，即确保了载体催化元件的正常工作，又克服了烟气中因氧量变化对分析过程所产生的干扰因素，从而提高了分析精度。采用参比气这一措施，可消除助燃气带入微量CO气体对分析结果的误差影响，进一步提高了分析精度。传感装置(3)如图4所示它由工作传感器(3′)和参比传感器(3″)构成。(3′)、(3″)内均设有相对称的球体状混合气室(a)，园柱状参比气室(b)，园柱状工作气室(c)，混合气室(a)与助燃气气路和净化烟气气路相连通，二气路其中心线成130～140度夹角。在传感装置(3)中设有一由载体催化元件r1、r2、r3、r4作为探头，电阻R1、R2作为补偿元件，调零电位器W1而构成的桥式测量电路，如图5所示。由于采用载体催化元件作为探头，使其结构简单，响应速度快，灵敏高；该电路能有效地消除助燃气中CO对分析过程的干扰，克服气体流量波动对分析结果的影响。传感装置(3)中的二个传感器(3′)和(3″)由陶瓷材料制成，气路光滑，气体流动性好，热容量大，耐腐蚀，加工简单，成本低。放大电路(4)如图6所示它由调零电路(E)，π型滤波电路(F)，高输入阻抗差动放大器(G)、显示电路(H)和电压／电流转换电路(I)构成。其中调零电路(E)由一多圈调零电位器W2，电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、电容C1、C2成电气连接构成，通过调整W2，可实现对整机的调零，以消除温度等因素对探头与放大电路所产生的零点飘移。π型滤波电路(F)由高阻值的电阻R9、R10和大容量的电容C3、C4、C5构成，它使整机信号输出平稳。高输入阻抗差动放大器(G)由运算放大器A1、A2、A3组成，可以通过电位器W3调整放大倍数，(G)与(F)成电气连接，是为了阻抗匹配。V／I转换电路(I)由运算放大器A4，电阻R19构成并与(G)成电气连接。放大器A1、A2、A3、A4由一块四个运算放大集成电路芯片完成，使整个放大电路大为简化，提高了电路的可靠性。在气体分析器测量工作过程中，由于其它因素的影响，会出现零点飘移现象，在现有同类产品中，校准调零都比较困难。本仪器进行零点和零点飘移校准操作则非常简单，操作人员只需关掉烟气针阀(11)，以助燃气和参比气为标准零气，调整调零电位器W1和W2就可进行零点和零点飘移的调整，如定期进行上述调整，可进一步提高分析器的可靠性和测量精度。本技术与现有产品相比，具有结构简单，成本低，操作方便，灵敏度高，线性度好，响应速度快，量程宽，运行可靠，精度高等优点，对窑炉气氛的操作与控制有着积极的作用。权利要求1.一种气体自动分析器，它由烟气取样预处理装置(1)，传感装置(3)，放大电路(4)、记录显示装置(5)等组成，其特征在于a)在传感装置(3)的前端，设有一个由射水抽气器(13)，气水分离器(14)、干燥管(15)、三通(16)、针阀(17)、(18)、转子流量计(19)、(20)构成的助燃气和参比气取样装置(2)；b)传感装置(3)是由工作传感器(3′)、参比传感器(3″)构成；c)放大电路(4)是由调零电路(E)，π型滤波电路(F)，高输入阻抗差动放大器(G)、显示电路(H)和电压/电流转换电路(I)构成。2.按照权力要求1所述的气体自动分析器，其特征在于传感装置(3)中的(3′)和(3″)均用陶瓷材料做成，其每一个传感器内设有相对称的球体状混合气室(a)，园柱状的参比气室(b)；园柱状的工作气室(c)。3.按照权力要求1、2所述的气体自动分析器，其特征在于混合气室(a)与助燃气气路和烟气气路相连通，二气路中心线成130～140度夹角。4.按照权力要求1所述的气体自动分析器，其特征在于传感装置(3)中设有一由载体催化元件r1、r2、r3、r4作为探头，电阻R1和R2作为补偿元件，调零电位器W1而构成的桥式测量电路。5.按照权力要求1所述的气体自动分析器，其特征在于所说的调零电路(E)由一多圈调零电位器W2，电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、电容C1、C2成电气连接构成。6.按照权利要求1所述的气体自动分析器，其特征在于所说的π型滤波电路(F)与高输入阻抗差动放大器(G)成电气连接。7.按照权利要求1所述的气体自动分析器，其特征在于所说电压／电流转换电路(I)由一个运算发大器A4、电阻R19构成并与高输入阻抗差动放器(G)成电气连接。8.按照权利要求1所述的气体自动分析器，其特征在于放大电路(4)中的四个运算放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体自动分析器，它由烟气取样预处理装置（１），传感装置（３），放大电路（４）、记录显示装置（５）等组成，其特征在于ａ）：在传感装置（３）的前端，设有一个由射水抽气器（１３），气水分离器（１４）、干燥管（１５）、三通（１６）、针阀（１７）、（１８）、转子流量计（１９）、（２０）构成的助燃气和参比气取样装置（２）；ｂ）：传感装置（３）是由工作传感器（３′）、参比传感器（３″）构成；ｃ）：放大电路（４）是由调零电路（Ｅ），π型滤波电路（Ｆ），高输入阻抗差动放大器（Ｇ）、显示电路（Ｈ）和电压／电流转换电路（Ｉ）构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐建华，吴荣光，冯青，
申请(专利权)人：江西省景德镇陶瓷学校，
类型：实用新型
国别省市：36[中国|江西]