一种在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置及检定方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置及检定方法，包括主管道和处理模块，所述主管道上从前至后依次安装电磁阀、流量控制模块、丁烷过滤模块、气室、微型气泵以及排气口，主管道分为进气段、汇集段、吸收段、脱水段、承接段、排气段，进气段具有进气口，进气口分为天然气进气口和空气进气口，进气段出口与汇集段入口连接处安装有电磁阀，汇集段出口与吸收段入口连接处安装有流量控制模块。本发明专利技术具有在线检测、响应时间短、检测精度高、受温度影响小、对检测气体无破坏性等优点。对检测气体无破坏性等优点。对检测气体无破坏性等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置及检定方法


[0001]本专利技术属于燃气检测
，尤其涉及一种在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置及检定方法。

技术介绍

[0002]由于天然气无色无味、易燃易爆的物理特性，发生天然气泄漏时，不易被人们察觉，易导致燃气中毒、火灾、爆炸等安全事故，也会造成经济损失，因此在输送天然气的过程中，必须事先进行加臭处理，使燃气有一种特殊的、令人不愉快的警示性臭味，以便泄漏的燃气在达到其爆炸下限5％或达到对人体允许的有害浓度时，及时被察觉。
[0003]四氢噻吩是国际上主要应用的天然气加臭剂，天然气加臭剂用量标准是20mg/m3，但是在天然气管网输送过程中由于管道吸附、温度、压力等变化，会导致四氢噻吩含量产生不同程度损耗，输送到用户端时四氢噻吩的含量会下降，因此在用户端燃气管道中在线检测燃气中四氢噻吩含量是否达到国家标准是具有重要实施意义的。
[0004]中国专利技术专利公开了一种四氢噻吩浓度在线检测方法和系统(CN202210154004.X)，该专利通过将待测区域目标气体吸入传感器检测腔体气室内进行电离；将电离后的目标气体进行离子化；捕捉离子化的目标气体的正负电荷并将其转化为电流信号实现气体浓度的检测。但是该专利技术存在的缺陷是没有考虑到环境因素湿度和压力会对传感器检测精度产生影响，并且光离子化传感器只能检测可挥发性有机物的总量，没有考虑到多种可挥发性有机物电离产生会交叉干扰，无法满足高精度测量的需要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种光离子在线检测燃气管网四氢噻吩的含量的装置及方法。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置，包括主管道和处理模块，所述主管道上从前至后依次安装电磁阀、流量控制模块、丁烷过滤模块、气室、微型气泵以及排气口。
[0008]主管道分为进气段、汇集段、吸收段、脱水段、承接段、排气段。
[0009]进气段具有进气口，进气口分为天然气进气口和空气进气口。进气段出口与汇集段入口连接处安装有电磁阀。
[0010]汇集段出口与吸收段入口连接处安装有流量控制模块，吸收段出口与脱水段入口连接，脱水段出口与气室入口相连接，气室出口与承接段入口相连接，承接段出口与排气段入口相连接处安装有微型气泵，排气段出口为排气口。所述汇集段管道内安装有滤网。
[0011]吸收段为硫化氢吸收管道，管道内放置有固体氧化铁脱硫剂。
[0012]吸收段出口与脱水段入口连接处安装有丁烷过滤模块。
[0013]脱水段为脱水管道，其中填充有吸水硅胶吸收水蒸汽。
[0014]所述气室内安装有光离子化传感器。
[0015]所述处理模块包括单片机、放大模块、滤波模块、A/D转换器，光离子化传感器通过放大模块、滤波模块、A/D转换器将采集的信号上传给单片机，单片机通过通讯模块上传上位机，单片机还分别连接显示屏和报警装置。
[0016]进一步的，所述流量控制模块为质量流量控制器。
[0017]进一步的，所述丁烷过滤模块使用分子筛膜。
[0018]进一步的，所述光离子化传感器的紫外灯光源为10.6eV。
[0019]进一步还包括电源模块和外壳，电源模块为锂电池，电源模块为单片机、电磁阀、报警装置、显示屏、流量控制模块、丁烷过滤模块、通讯模块供电。
[0020]进一步，所述排气口通过橡胶管与天然气管道相连通。
[0021]一种在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置的检定方法，包括如下步骤：
[0022]步骤一.对装置进行标定；
[0023]步骤二：系统开始工作时，单片机控制电磁阀切换空气进入口及天然气进气口，通入空气排空主管道及气室中残余气体,通入天然气测量其中四氢噻吩的浓度，天然气通过过滤网过滤天然气中的微小固体颗粒，通过流量控制模块控制管道内为常压，通过硫化氢吸收管道吸收掉天然气中的硫化氢，通过丁烷过滤模块过滤正、异丁烷，通过脱水管道吸收水蒸汽；在气室由光离子化传感器检测天然气中四氢噻吩浓度
[0024]步骤三.光离子化传感器测得的四氢噻吩浓度的模拟信号经过滤波模块、放大模块处理，然后由A/D转换器转换为数字信号，最后由单片机对测得的四氢噻吩浓度信号进行处理，并将四氢噻吩浓度值显示在显示屏上，同时通讯模块将四氢噻吩浓度数据反馈给上位机进行处理和存储。
[0025]进一步的，步骤一对装置的标定步骤包括：
[0026]1)从空气进气口通入空气进行零点标定。
[0027]2)从天然气进气口通入不同浓度的四氢噻吩对装置进行多浓度点标定。
[0028]3)通过最小二乘法计算得到光离子化传感器输出电压与通入四氢噻吩浓度值的拟合直线关系式。
[0029]进一步地，在步骤3)中最小二乘法拟合直线关系式步骤如下：
[0030](S1).设y为光离子化传感器输出电压：x为通入四氢噻吩浓度值；a，b为直线方程的截距与斜率，拟合直线方程为：
[0031]y＝a+bx
[0032](S2).设有m个校准检测点：x
i
为通入的第i个四氢噻吩浓度值，y
i
为光离子化传感器对应的输出电压，则第i个校准数据与拟合直线上响应值的偏差Δ
i
＝y
i
‑
(a+bx
i
)
[0033](S3).在对a、b的一阶偏导数等于零时，得到最小二乘法拟合直线，a和b表达式如下：
[0034][0035][0036]进一步的，步骤二检测结束后天然气在微型气泵的作用下由排气口排入天然气管道。
[0037]进一步的是，步骤三当四氢噻吩浓度值低于设定标准值时，报警装置发出报警。
[0038]本专利技术的有益效果：
[0039]在避免检测环境带来的影响，将压力、湿度以及流量控制在最有利于光离子化传感器检测的范围里，具有实时在线、功耗低、寿命长、响应时间快、检测精度高等优点。
附图说明
[0040]图1为本专利技术的在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置的结构示意图；
[0041]图2为本专利技术在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置连接关系图；
[0042]图3为本专利技术在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置的标定示意图。
[0043]图中：1
‑
外壳、2
‑
电磁阀、3
‑
报警装置、4
‑
A/D转换器、5
‑
显示屏、6
‑
单片机、7
‑
滤波模块、8
‑
放大模块、9
‑
电源模块、10
‑
空气进气口、11
‑
天然气进气口、12
‑
滤网、13
‑
流量控制模块、14
‑
硫化氢吸收管道、15
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置，其特征在于，包括主管道和处理模块，所述主管道上从前至后依次安装电磁阀、流量控制模块、丁烷过滤模块、气室、微型气泵以及排气口，主管道分为进气段、汇集段、吸收段、脱水段、承接段、排气段，进气段具有进气口，进气口分为天然气进气口和空气进气口，进气段出口与汇集段入口连接处安装有电磁阀，汇集段出口与吸收段入口连接处安装有流量控制模块，吸收段出口与脱水段入口连接，脱水段出口与气室入口相连接，气室出口与承接段入口相连接，承接段出口与排气段入口相连接处安装有微型气泵，排气段出口为排气口；所述汇集段管道内安装有滤网；吸收段为硫化氢吸收管道，管道内放置有固体氧化铁脱硫剂；吸收段出口与脱水段入口连接处安装有丁烷过滤模块；脱水段为脱水管道，其中填充有吸水硅胶吸收水蒸汽；所述气室内安装有光离子化传感器。2.根据权利要求1所述的在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置，其特征在于，所述处理模块包括单片机、放大模块、滤波模块、A/D转换器，光离子化传感器通过放大模块、滤波模块、A/D转换器将采集的信号上传给单片机，单片机通过通讯模块上传上位机，单片机还分别连接显示屏和报警装置。3.根据权利要求1所述的在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置，其特征在于，还包括电源模块和外壳，电源模块为锂电池，电源模块为单片机、电磁阀、报警装置、显示屏、流量控制模块、丁烷过滤模块、通讯模块供电。4.根据权利要求1所述的在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置，其特征在于，所述排气口通过橡胶管与天然气管道相连通。5.一种在线检测燃气管网四氢噻吩含量的装置的检定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一.对装置进行标定；步骤二：系统开始工作时，单片机控制电磁阀切换空气进入口及天然气进气口，通入空气排空主管道及气室中残余气体,通入天然气测量其中四氢噻吩的浓度，天然气通过过滤网过滤天然气中的微小固体颗粒，通过流量控制模块控制管道内为常压，通过硫化氢吸收管道吸收掉天...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛亮，彭洁，肖小汀，曾文，肖国清，方鑫，马乐，廖聪冲，李朋，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：