[發(fā)明專利]基于多維氣路的氣相色譜裝置的流量自適應方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610020504.9
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105675777B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 鄭東升;連鴻松;林坦;陳然;吳奇寶;余海泳;吳方連;倪時龍;戴太文;李濤;肖新華;李云凡;范金玉
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學研究院;福建億榕信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01N30/28
• 分類號: G01N30/28
• 代理公司: 福州市鼓樓區(qū)京華專利事務所(普通合伙)35212
• 代理人: 林曉琴

1.一種基于多維氣路的氣相色譜裝置的流量自適應方法，所述多維氣路的氣相色譜裝置包括進樣模塊、載氣模塊、電子壓力控制模塊、氣動切換模塊、色譜柱模塊、流量監(jiān)控模塊、色譜檢測模塊以及上位機，所述載氣模塊與所述電子壓力控制模塊連接，所述氣動切換模塊分別與所述電子壓力控制模塊、所述進樣模塊及所述色譜柱模塊連接，所述流量監(jiān)控模塊分別與所述色譜柱模塊和所述色譜檢測模塊連接，所述上位機分別與所述電子壓力控制模塊、所述氣動切換模塊、所述色譜柱模塊、所述流量監(jiān)控模塊及所述色譜檢測模塊連接；其特征在于：所述流量自適應方法包括如下步驟：

步驟1、啟動所述載氣模塊供氣，完成所述多維氣路的氣相色譜裝置的管路清洗及排空空氣；

步驟2、啟動所述上位機，并配置所述電子壓力控制模塊的初始參數(shù)及所述色譜柱模塊的初始加熱溫度，通過切換所述氣動切換模塊的各個閥門，使得所述流量監(jiān)控模塊監(jiān)控的6路載氣的流量信號為所述多維氣路的氣相色譜裝置6路載氣的工作流量，分別記為V₁、V₂、V₃、V₄、V₅及V₆，其理想工作流量為V₀，所對應的電子壓力控制模塊的輸出信號分別為X₁、X₂、X₃、X₄、X₅及X₆；

步驟3、當所述色譜柱模塊預熱n分鐘后初始化完成，使用樣氣標定的方法，通過所述上位機逐步調(diào)節(jié)所述電子壓力控制模塊的輸出信號，所述色譜柱模塊末端的所述流量監(jiān)控模塊將監(jiān)控到相對應的工作流量，然后采用最小二乘法線性擬合的方法，分別得出所述電子壓力控制模塊的輸出信號與對應的工作流量的關(guān)系為：V₁＝f(X₁)＝k₁*X₁、V₂＝f(X₂)＝k₂*X₂、V₃＝f(X₃)＝k₃*X₃、V₄＝f(X₄)＝k₄*X₄、V₅＝f(X₅)＝k₅*X₅及V₆＝f(X₆)＝k₆*X₆，分別得到6路載氣的工作流量的標準流量系數(shù)k₁、k₂、k₃、k₄、k₅及k₆；

步驟4、當所述多維氣路的氣相色譜裝置處于理想狀態(tài)時，工作流量V₁～V₆保持穩(wěn)定一致，均為V₀；當所述多維氣路的氣相色譜裝置在實際運行時，因所述多維氣路的氣相色譜裝置內(nèi)、外部各因素影響，工作流量V₁～V₆將偏離V₀，當所述流量監(jiān)控模塊監(jiān)控到第n路工作流量V_n偏離V₀后，將該路工作流量V_n反饋至所述上位機，所述上位機一旦監(jiān)測到該路工作流量V_n偏離V₀，則自動啟用修正算法，使得該路工作流量V_n回歸至V₀，其中，n為1、2、3、4、5或6；其修正算法的過程具體如下：

所述色譜柱模塊末端的所述流量監(jiān)控模塊監(jiān)控到第n路氣路的實際工作流量V_n偏離V₀，在所述上位機不進行操作的前提下，所述電子壓力控制模塊的輸出模塊X_n是不變的，故引起偏差的原因就是標準流量系數(shù)k_n的偏移，計算出偏移后的流量系數(shù)k_n＇＝V_n/X_n；假設為使得V_n回歸至V₀而修正后的所述電子壓力控制模塊的實際輸出信號為X_n＇，若使得V_n＝V₀，即k_n＇*X_n＇＝V₀，亦即(V_n/X_n)*X_n＇＝V₀，則X_n＇＝(V₀*X_n)/V_n，則所述上位機根據(jù)該修正算法自動修正此時所述電子壓力控制模塊的輸出信號為X_n＇＝(V₀*X_n)/V_n，當所述電子壓力控制模塊的輸出信號修正后，所述色譜柱模塊末端的所述流量監(jiān)控模塊監(jiān)控到的工作流量也修正為V₀。

2.一種基于多維氣路的氣相色譜裝置的流量自適應系統(tǒng)，所述多維氣路的氣相色譜裝置包括進樣模塊、載氣模塊、電子壓力控制模塊、氣動切換模塊、色譜柱模塊、流量監(jiān)控模塊、色譜檢測模塊以及上位機，所述載氣模塊與所述電子壓力控制模塊連接，所述氣動切換模塊分別與所述電子壓力控制模塊、所述進樣模塊及所述色譜柱模塊連接，所述流量監(jiān)控模塊分別與所述色譜柱模塊和所述色譜檢測模塊連接，所述上位機分別與所述電子壓力控制模塊、所述氣動切換模塊、所述色譜柱模塊、所述流量監(jiān)控模塊及所述色譜檢測模塊連接；其特征在于：所述流量自適應系統(tǒng)包括：

管路清理模塊，用于在啟動所述載氣模塊供氣后，完成所述多維氣路的氣相色譜裝置的管路清洗及排空空氣；

參數(shù)設置模塊，用于啟動所述上位機，并配置所述電子壓力控制模塊的初始參數(shù)及所述色譜柱模塊的初始加熱溫度，通過切換所述氣動切換模塊的各個閥門，使得所述流量監(jiān)控模塊監(jiān)控的6路載氣的流量信號為所述多維氣路的氣相色譜裝置6路載氣的工作流量，分別記為V₁、V₂、V₃、V₄、V₅及V₆，其理想工作流量為V₀，所對應的電子壓力控制模塊的輸出信號分別為X₁、X₂、X₃、X₄、X₅及X₆；

斜率獲取模塊，用于當所述色譜柱模塊預熱n分鐘后初始化完成，使用樣氣標定的方法，通過所述上位機逐步調(diào)節(jié)所述電子壓力控制模塊的輸出信號，所述色譜柱模塊末端的所述流量監(jiān)控模塊將監(jiān)控到相對應的工作流量，然后采用最小二乘法線性擬合的方法，分別得出所述電子壓力控制模塊的輸出信號與對應的工作流量的關(guān)系為：V₁＝f(X₁)＝k₁*X₁、V₂＝f(X₂)＝k₂*X₂、V₃＝f(X₃)＝k₃*X₃、V₄＝f(X₄)＝k₄*X₄、V₅＝f(X₅)＝k₅*X₅及V₆＝f(X₆)＝k₆*X₆，分別得到6路載氣的工作流量的標準流量系數(shù)k₁、k₂、k₃、k₄、k₅及k₆；

流量修正模塊，用于當所述多維氣路的氣相色譜裝置處于理想狀態(tài)時，工作流量V₁～V₆保持穩(wěn)定一致，均為V₀；當所述多維氣路的氣相色譜裝置在實際運行時，因所述多維氣路的氣相色譜裝置內(nèi)、外部各因素影響，工作流量V₁～V₆將偏離V₀，當所述流量監(jiān)控模塊監(jiān)控到第n路工作流量V_n偏離V₀后，將該路工作流量V_n反饋至所述上位機，所述上位機一旦監(jiān)測到該路工作流量V_n偏離V₀，則自動啟用修正算法，使得該路工作流量V_n回歸至V₀，其中，n為1、2、3、4、5或6；其修正算法的過程具體如下：

所述色譜柱模塊末端的所述流量監(jiān)控模塊監(jiān)控到第n路氣路的實際工作流量V_n偏離V₀，在所述上位機不進行操作的前提下，所述電子壓力控制模塊的輸出模塊X_n是不變的，故引起偏差的原因就是標準流量系數(shù)k_n的偏移，計算出偏移后的流量系數(shù)k_n＇＝V_n/X_n；假設為使得V_n回歸至V₀而修正后的所述電子壓力控制模塊的實際輸出信號為X_n＇，若使得V_n＝V₀，即k_n＇*X_n＇＝V₀，亦即(V_n/X_n)*X_n＇＝V₀，則X_n＇＝(V₀*X_n)/V_n，則所述上位機根據(jù)該修正算法自動修正此時所述電子壓力控制模塊的輸出信號為X_n＇＝(V₀*X_n)/V_n，當所述電子壓力控制模塊的輸出信號修正后，所述色譜柱模塊末端的所述流量監(jiān)控模塊監(jiān)控到的工作流量也修正為V₀。