等速式天然气组份含量检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种等速式天然气组份含量检测系统，包括天然气管道，在该天然气管道上设置有天然气旁通支管，在该天然气旁通支管上开有等速检测口，该等速检测口连接有等速组份检测仪；所述等速组份检测仪包括检测管与气筒，该检测管的进气口与所述等速检测口连接，该检测管排气口与所述气筒连接，该气筒抽吸产生负压后，使所述天然气旁通支管内的天然气匀速的在所述检测管内流过，在所述检测管中设置有至少一个监测位。有益效果：通过驱动活塞移动，使气室内形成稳定负压，使流入气室的气流稳定且恒速，在检测管内产生等速气流，避免流速对气体检测的干扰。

Constant speed natural gas component content detection system

【技术实现步骤摘要】
等速式天然气组份含量检测系统
本专利技术涉及天然气组份检测
，具体的说是一种等速式天然气组份含量检测系统。
技术介绍
天然气由于属于危险性气体，并且供于人们使用，为了保证正常使用气体并且保证使用的安全性，对管道输送的天然气提出了多项标准。为了使气体达到标准，在天然气输送过程中，需要做各种测试和检测，但是由于检测过程中，变量因子多，例如气流不稳，气压不定等因素，导致检测结果与实际检测结果偏差大。并且由于天然气的易燃易爆的特性，在检测过程中不允许发生泄漏，避免发生火灾或者爆炸。在现有技术中，有的提出在管道内设置检测仪表进行组份检测，但是由于天然气的流速是未知的或者处于不稳定状态，在进行组份含量计算时，多采用平均流速或者某一时刻的流速，导致检测结果偏差大，不能使用。
技术实现思路
本专利技术提出了一种等速式天然气组份含量检测系统，通过设置天然气旁通支管，并在该天然气旁通支管上开设检测口用于连接等速组份检测仪，实现天然气组份含量检测。为达到上述目的，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种等速式天然气组份含量检测系统，其关键技术在于：包括天然气管道，在该天然气管道上设置有天然气旁通支管，在该天然气旁通支管上开有等速检测口，该等速检测口连接有等速组份检测仪；所述等速组份检测仪包括检测管与气筒，该检测管的进气口与所述等速检测口连接，该检测管排气口与所述气筒连接，该气筒抽吸产生负压后，使所述天然气旁通支管内的天然气匀速的在所述检测管内流过，在所述检测管中设置有至少一个监测位。通过上述设计，采用在天然气管道上设置天然气旁通支管，并在天然气旁通支管上开有等速检测口。将等速检测口与等速组份检测仪连接。当需要检测时，在监测位上安装上对应的监测仪表仪器，控制气筒匀速抽吸产生负压后，使天然气旁通支管流过的天然气流经检测管，实现监测测试。其中，气筒匀速运动，使流经检测管的气流也匀速经过，则监测测试是在稳定的气流下发生的，检测精度高，影响因素小。检测过程中，天然气不会发生泄漏。进一步的，所述天然气旁通支管从上游至下游依次设置有入气阀、入气单向阀、节流阀、所述等速检测口、出气单向阀；其中所述等速检测口处安装有检测阀。其中，入气阀用于向所述天然气旁通支管通入天然气，入气单向阀和出气单向阀控制气流流向，使气流只能从天然气旁通支管的上游流向下游。节流阀用于控制流过天然气旁通支管的气流量，保证流经天然气旁通支管气压在检测范围内，是检测更加精确。检测口处设置检测阀，在被检测时处于关断状态，防止在拆装或者更换等速组份检测仪时发生天然气泄漏。再进一步描述，在所述节流阀与所述等速检测口之间的所述天然气旁通支管内设置有两个辅助监测位，其中第一辅助监测位上安装有第二热式质量流量计，第二辅助监测位上安装有第二气压检测计。采用上述方案，对流经天然气旁通支管的气压和对应气体的质量流量，二个辅助监测位上安装的检测计可以对调。并且可以结合天然气旁通支管的气压检测计、热式质量流量计对气体的组分进行初步预测。为后续的等速组份检测仪做铺垫。再进一步描述，当所述等速组份检测仪处于待检测状态时，所述入气阀和所述检测阀均关断；当所述等速组份检测仪处于检测状态时，所述入气阀开启，所述检测阀开启；当所述等速组份检测仪恢复状态时，所述入气阀关断，所述检测阀开启。采用上述方案，实现天然气管道检测过程中阀门的开关控制。其中，在待检测状态或者非检测状态时，只要入气阀关断，入气单向阀和出气单向阀只能在气流是从上流流向下游时，才能导通，则此时天然气旁通支管就不会有气流通过，但是为了提高密闭可靠性，将检测阀也关断。当要对天然气进行检测时，只要将入气阀和检测阀均开启后，控制气筒内的活塞抽吸产生负压后，就可以在检测管内形成稳定的气流。检测结束后，关断入气阀，检测阀仍然处于开启状态，其中从入气阀到检测口之间将不再有气流流过，当气筒内有气体推出后，气流从检测口流出，并从出气单向阀流出。气筒气体推出完毕后，关断检测阀。此时天然气旁通支管又处于待检测状态或者非检测状态。检测过程中，不会发生天然气泄漏。再进一步描述，所述气筒设置有气室和电机电源安装室，所述电机电源安装室内设置有活塞驱动电机，该活塞驱动电机驱动所述气室内的活塞等速移动。将该等速组份检测仪安装到天然气旁通支管上，通过控制活塞驱动电机等速移动，产生稳定负压后，使天然气旁通支管内的气体匀速进入气室内，使检测管内形成稳定、匀速的气流。通过将监测仪表设置在监测位上，实现气体组份含量检测。其中，检测管可拆卸的与气室的进气端连接，在实现不同的气体检测时，即可实现拆卸更换检测管，无需卸载安装在监测位的仪表仪器，避免仪表仪器在上一检测过程中，留下的残余气体，对下一检测造成的影响，提高检测精度，避免污染。再进一步描述，述检测管中设置有两个监测位，其中一个监测位上安装有热式质量流量计，另一个监测位上安装有气压检测计。设置热式质量流量计，通过热式质量流量计的加热电阻和温度传感器，实现温度实时加热以及实时温度检测。并且在检测管中，控制气流稳定流过的检测管，热式质量流量计实时采集的温度传感器检测到的气流温度变化，并绘制出气流时间与温度值变化曲线，通过曲线结合组份公式，根据不同组份热导率的值得变化，拟合出气流的成份含量。在监测位上设置有微处理器安装孔，其中该微处理器设置在该安装孔捏，并且该安装孔与检测管道相通，微处理器上设置的加热电阻和温度传感器实现温度加热和温度采集。通过在监测位上加装气压检测计，对检测管气压进行检测，避免气压对组份检测造成的影响。其中气流时间与温度值变化曲线结合组份公式，根据不同组份热导率的值得变化，拟合出气流的成份含量的具体内容为：设TW表示加热电阻表面温度；Tin表示通道入口的温度值；Tout表示通道出口的温度值。根据能量平稳定律，三者关系为CP×rho×Q(Tout-Tin)＝h×(TW-Tin)该公式中，CP＝CP(phi)，CP是混合气体的热容，由气体浓度phi决定。rho是气体密度；rho＝rho(phi)。Q＝Q(u,W,H,L)是由气体流速和横截面积决定的体积流速。h＝h(phi,u)为对流热传输系数，由气体深度phi和流速决定。A＝W*L是加热器表面面积。因此，出口的温度可以表示为：Tout＝Tin+hA(Tw-Tin)/(CP×rho×Q)；这样通过插值的方法就可得到气体的浓度。温度和气体浓度phi的关系可以描述为：Tout＝Tin+A(Tw-Tin)Qh(phi)/(Cp(phi)rho(phi))＝Tin+A(Tw-Tin)/Qf(phi)这里除了f(phi)，其他变量都是可以测量或者可控的，根据f(phi)校正后的经验公式就可以用来完成插值计算，给出浓度值。再进一步描述，在所述活塞上连接有齿条，该齿条穿过所述电机电源安装室后伸出气筒；所述活塞驱动电机经减速器与驱动轮连接，所述驱动轮的轮齿与所述齿条相啮合。通过上述方案，电机驱动下，经减速器减速后，力矩增大，驱动轮驱动齿条移动，由于速度慢，则气流稳定，便于传感器绘制温度变化曲线，组份含量检测精度高。并且电机可以通过正反转，驱动齿条做往复运动，使气流稳速流入或者将气室内的气体清空。天然气气体流速可通过电机的转速进行控制，并且可以通过调节气体流速，检测在不同流速下，组份含量是否相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等速式天然气组份含量检测系统，其特征在于：包括天然气管道(B)，在该天然气管道(B)上设置有天然气旁通支管(A)，在该天然气旁通支管(A)上开有等速检测口(A1)，该等速检测口(A1)连接有等速组份检测仪(1)；所述等速组份检测仪(1)包括检测管(11)与气筒(12)，该检测管(11)的进气口与所述等速检测口(A1)连接，该检测管(11)排气口与所述气筒(12)连接，该气筒(12)抽吸产生负压后，使所述天然气旁通支管(A)内的天然气匀速的在所述检测管(11)内流过，在所述检测管(11)中安装有至少一个监测位。

【技术特征摘要】
1.一种等速式天然气组份含量检测系统，其特征在于：包括天然气管道(B)，在该天然气管道(B)上设置有天然气旁通支管(A)，在该天然气旁通支管(A)上开有等速检测口(A1)，该等速检测口(A1)连接有等速组份检测仪(1)；所述等速组份检测仪(1)包括检测管(11)与气筒(12)，该检测管(11)的进气口与所述等速检测口(A1)连接，该检测管(11)排气口与所述气筒(12)连接，该气筒(12)抽吸产生负压后，使所述天然气旁通支管(A)内的天然气匀速的在所述检测管(11)内流过，在所述检测管(11)中安装有至少一个监测位。2.根据权利要求1所述的等速式天然气组份含量检测系统，其特征在于：所述天然气旁通支管(A)从上游至下游依次设置有入气阀(A2)、入气单向阀(A3)、节流阀(A4)、所述等速检测口(A1)、出气单向阀(A5)；其中所述等速检测口(A1)处安装有检测阀(A6)。3.根据权利要求2所述的等速式天然气组份含量检测系统，其特征在于：在所述节流阀(A4)与所述等速检测口(A1)之间的所述天然气旁通支管(A)内设置有两个辅助监测位，其中第一辅助监测位上安装有第二热式质量流量计(A7)，第二辅助监测位上安装有第二气压检测计(A7)。4.根据权利要求2所述的等速式天然气组份含量检测系统，其特征在于：当所述等速组份检测仪(1)处于待检测状态时，所述入气阀(A2)和所述检测阀(A6)均关断；当所述等速组份检测仪(1)处于检测状态时，所述入气阀(A2)开启，所述检测阀(A6)开启；当所述等速组份检测仪(1)恢复状态时，所述入气阀(A2)关断，所述检测阀(A6)开启。5.根据权利要求1所述的等速式天然气组份含量检测系统，其特征在于：所述气筒(12)设置有气室(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴英，翟渊，陈昱，向毅，施金良，李永坚，刘强，
申请(专利权)人：重庆科技学院，广州市唯量工控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50