[發(fā)明專利]一種用于分析天然氣熱值的無損檢測裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110298566.3
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102445430A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔明;崔穎;陳淑星;趙軍;郭天太;劉維;單良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量學(xué)院
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光譜學(xué)、燃料化學(xué)的交叉技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于分析天然氣熱值的無損檢測裝置。

背景技術(shù)

目前，我國商品天然氣采用按體積計價，由于不同氣源的天然氣熱值相差很大，造成相同價值下商品使用價值的差異性。因此，以天然氣熱值計價，體現(xiàn)按質(zhì)論價的原則，是商品經(jīng)濟發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的天然氣熱值檢測裝置主要為熱值儀，應(yīng)用熱平衡原理，首先對樣氣進行穩(wěn)壓減壓，并測得氣體密度，二次減壓后，與助燃氣體充分混合，進入燃燒室，點燃，通過測量進入燃燒室前后混合氣體的溫差ΔT推算天然氣熱值。此方法需要極其嚴格的流量、氣壓及溫度控制，系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，維護代價高昂，且故障頻發(fā)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種用于分析天然氣熱值的無損檢測裝置，采用現(xiàn)場檢測的方式，利用傅里葉紅外光譜儀搭建檢測裝置，對天然氣組分進行精確定量分析。

本發(fā)明是通過下述的技術(shù)方案實現(xiàn)的：

在待檢測的天然氣管道上并聯(lián)有一檢測管線，檢測管線的中段外圍設(shè)置有分光系統(tǒng)，該分光系統(tǒng)對應(yīng)的檢測管線上開有探測孔，使得光線能透過檢測管線，分光系統(tǒng)的上方設(shè)置有紅外光光源，分光系統(tǒng)的下方設(shè)置有傅里葉變換紅外光譜儀；

所述的傅里葉變換紅外光譜儀與計算機相連。

所述的檢測管線兩端分別設(shè)置有可調(diào)節(jié)的閥門。

所述的檢測管線上設(shè)置有帶閥門的真空泵。

所述的檢測管線上設(shè)置有溫度計以及負壓壓力表。

本發(fā)明裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，取得的改進表現(xiàn)在：

1、應(yīng)用光譜分析技術(shù)，具有高分辨率、高靈敏度、高信噪比、快速的特點，裝置體積緊湊、穩(wěn)定性高；

2、無損方式檢測天然氣，不浪費資源，安全性高；

3、利用現(xiàn)場檢測的方式，靈活性強，檢測效率高。

隨著國家在光譜儀器方面的長足進步，國民購買力的不斷增強，以及對天然氣以熱值計價的呼聲與日俱增，本發(fā)明裝置將具備廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明檢測流程圖。

1：天然氣管道；21：左閥門；22：右閥門；3：檢測管線；4：真空泵；5：真空泵閥門；6：溫度計；7：探測孔；8：傅里葉變換紅外光譜儀；9：計算機；10：壓力表。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖1、2對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，一種用于分析天然氣熱值的無損檢測裝置，包括天然氣管道（1），在所述天然氣管道（1）上并聯(lián)有一檢測管線（3），檢測管線（3）左右兩端分別設(shè)置有左閥門（21）和右閥門（22），中段設(shè)置有探測孔（7），該中段外圍設(shè)置有分光系統(tǒng)，分光系統(tǒng)的上方設(shè)置有紅外光光源，分光系統(tǒng)的下方設(shè)置有傅里葉變換紅外光譜儀（8），傅里葉變換紅外光譜儀（8）與計算機（9）相連。

天然氣管道（1）為輸氣狀態(tài)下的高壓管道，引出的檢測管線（3）為耐壓材質(zhì)，其兩端的左閥門（21）和右閥門（22）可根據(jù)實際需要進行調(diào)節(jié)，探測孔（7）為透明耐壓材質(zhì)，供光譜儀（8）采集管線背景頻譜、天然氣頻譜。

檢測管線（3）的上還設(shè)有帶真空泵閥門（5）的真空泵（4），用于排空管線；溫度計（6）與負壓壓力表（10），用于監(jiān)測管線的溫度、壓力，它們將作為推算常壓、室溫（20℃）狀態(tài)下天然氣組分的反演參數(shù)。傅里葉變換紅外光譜儀（8）上連接的計算機（9），用于分析管線背景頻譜、天然氣頻譜。

結(jié)合附圖2，利用本發(fā)明進行檢測的具體步驟為：

步驟一，采集背景頻譜：

1、在所有閥門都關(guān)閉，檢測管線（3）內(nèi)未引入天然氣的前提下，打開真空泵閥門（5），等待壓力表（10）讀數(shù)降到0.1毫米汞柱以下并且保持恒定；

2、待檢測管線（3）中已經(jīng)沒無任何殘留氣體，用傅里葉變換紅外光譜儀（8）采集背景頻譜。若真空泵（4）的振動干擾了頻譜的采集，可以先關(guān)閉真空泵閥門（5），后關(guān)閉真空泵（4），隨后采集背景頻譜（注意此時壓力表（10）讀數(shù)不應(yīng)有明顯變動）。

步驟二，采集天然氣樣品頻譜：

1、關(guān)閉真空泵閥門（5），關(guān)閉真空泵（4）后，記錄溫度計（6）讀數(shù)。緩慢打開并調(diào)整管線左閥門（21），當天然氣充滿管線后，打開管線右閥門（22），使天然氣在相同于天然氣管道（1）壓力下連續(xù)流經(jīng)檢測管線（3）；