[發明專利]一種時序控制的多路流體采樣系統及其方法

有效

• 申請號: 201510319271.8
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN105043818B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 陳虹;高旭;李鵬飛;雷剛;孫慶國;張小斌;邱利民;王天祥;邢科偉;任剛;劉巖云
• 申請（專利權）人: 總裝備部工程設計研究總院;浙江大學
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及流體采樣系統，尤其涉及一種時序控制的多路流體采樣系統及其方法。

背景技術

在用氦氣作為增壓劑排出貯罐內液氫/液氧等低溫推進劑過程中，涉及到復雜的流動、傳熱和相變傳質過程，并可能帶來氦氣對推進劑純度的影響。研究和分析這一過程，對低溫推進劑的高效、安全運輸和貯存具有重要的實際工程意義。

W.B. Streett等人在文獻中公布了一種氫氦氣液兩相平衡狀態下對蒸汽和液體的采樣系統。采樣系統包括蒸汽采樣管路、液體采樣管路、抽真空系統。蒸汽采樣管路包括蒸汽阱、毛細短管、接有多個采樣玻璃瓶的管道；蒸汽阱由兩段銅管線圈組成，兩個線圈一端連接到一個球座的中心，另一端分別接有控制閥；球座和蒸汽采樣閥進口用螺絲固定在一起，采樣閥進口內置銅套管，采樣閥出口接銅質毛細短管，毛細短管接采樣瓶管路；采樣玻璃瓶和管路之間接有控制閥，管路最后接真空系統，另設有排氣口。液體采樣管路包括不銹鋼毛細管、采樣控制閥、節流閥、兩個線圈管路、兩個旁通閥、采樣瓶管路；不銹鋼毛細管接液體樣品處，毛細管上依次接采樣控制閥、節流閥、兩個線圈管路，兩個線圈管路分別接有旁通閥，線圈管路接采樣瓶管路，采樣瓶管路的構成和蒸汽采樣瓶管路相似，區別在于液體采樣瓶管路在排氣口接有流量計。

該系統解決了液態樣品在采樣過程中汽化時組分可能改變的問題。另外，它是用在二元兩相平衡時的采樣，只需對氣相和液相分別設置單一采樣點。對于非相平衡狀態下的采樣，它不適用。因此如何實現對流體在多個位置并且多個時間點的組分采樣成為一個需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種時序控制的多路流體采樣系統及其方法。

時序控制的多路流體采樣系統，包括前端進樣手動針閥、前端進樣氣動針閥、樣本保存組件、壓力表、采樣管路、吹掃口氣動針閥、真空口氣動針閥、手動針閥、緩沖罐、手動針閥、干泵；

緩沖罐上設有多路采樣管路、手動針閥，每路采樣管路上順次連接有前端進樣手動針閥、前端進樣氣動針閥、多個樣本保存組件，壓力表、吹掃口氣動針閥、真空口氣動針閥、手動針閥，緩沖罐上的手動針閥與干泵相連，每個樣本保存組件 包括順次相連的VCR接頭、采樣口氣動針閥、鋼瓶前端針閥、采樣鋼瓶、鋼瓶尾端針閥。

所述的前端進樣氣動針閥、采樣口氣動針閥、吹掃口氣動針閥、真空口氣動針閥由電腦時序控制。

使用所述系統的時序控制的多路流體采樣方法，包括時序控制同時采樣方法或時序控制依次采樣方法，其中，時序控制同時采樣方法為：關閉前端進樣口手動針閥、鋼瓶尾端針閥，打開鋼瓶前端針閥，電腦控制打開前端進樣氣動針閥、真空口氣動針閥及采樣口氣動針閥，吹掃口氣動針閥處于關閉狀態，對采樣管路和樣本保存組件抽真空；關閉采樣口氣動針閥，繼續保持干泵運行，打開前端進樣手動針閥，抽取樣本；關閉真空口氣動針閥；同時控制打開所有樣本保存組件處的采樣口氣動針閥，組分氣體沖入采樣鋼瓶，3-5秒后，關閉采樣口氣動針閥，完成一次同時采樣；

時序控制依次采樣方法為：關閉前端進樣口手動針閥、鋼瓶尾端針閥，打開鋼瓶前端針閥，電腦控制打開前端進樣氣動針閥、真空口氣動針閥及采樣口氣動針閥，吹掃口氣動針閥處于關閉狀態，對采樣管路和樣本保存組件抽真空；關閉采樣口氣動針閥，繼續保持干泵運行，打開前端進樣手動針閥，抽取樣本；關閉真空口氣動針閥；從最遠端的樣本保存組件開始，依次采樣；關閉真空口氣動針閥，打開最遠端的吹掃口氣動針閥，對采樣管路吹掃3-5秒關閉吹掃口氣動針閥，打開最遠端樣本保存組件處的采樣口氣動針閥，對最遠端樣本保存組件處的采樣鋼瓶充注氣體，時間持續3-5秒，關閉最遠端樣本保存組件處的采樣口氣動針閥，完成最遠端樣本保存組件的組分采樣；開始遠端起第二個樣本保存組件的組分采樣，打開真空口氣動針閥，排空采樣管路上的剩余氣體，保持3-5秒；關閉真空口氣動針閥，打開最遠端的吹掃口氣動針閥，對采樣管路吹掃3-5秒，關閉吹掃口氣動針閥，打開遠端起第二個樣本保存組件處的采樣口氣動針閥，時間持續3-5秒，關閉遠端起第二個樣本保存組件處的采樣口氣動針閥，完成遠端起第二個樣本保存組件的組分采樣；重復上述遠端起第二個樣本保存組件的組分采樣操作，直到完成所有樣本保存組件的組分采樣。

本發明的時序控制的多路流體采樣系統，優勢在于，具有多個采樣通道，并且可以實現自動閥采樣。這使在非相平衡的狀態下，對不同位置及對同一位置不同時間下的采樣得以實現，即上述時序控制依次采樣方法。對于相平衡狀態下的采樣，可采用上述時序控制同時采樣方法。

附圖說明