[發明專利]一種用于檢測氣體熱導率的測量及控制方法

在審

• 申請號: 201710871404.1
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN109557130A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 萬寧
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;南化集團研究院
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

本發明屬于分析儀器技術領域，具體涉及一種用于檢測氣體熱導率的測量及控制方法。它將傳統方法中二次儀表的溫控和測量功能設置到熱導池中,解決了信號容易受到干擾的問題，同時將測量信號進行了標準化變換。

技術領域

本發明屬于分析儀器技術領域，具體涉及一種用于檢測氣體熱導率的測量及控制方法。

背景技術

在分析儀器技術領域，通過檢測氣體熱導率來測量氣體的成分是一種常用的方法。當被測氣體流過一個特定的裝置（熱導池）時，其中的測量電橋的平衡與被測氣體的熱導率相關；通過檢測熱導池中測量電橋平衡點的變化，來計量被測氣體的熱導率，從而計算被測氣體的成分。

為確保測量的穩定，熱導池通常是需要處于恒溫狀態。現有技術是在二次儀表中設置溫控和測量電路，實現熱導池的溫控和信號的測量。由于二次儀表與熱導池之間相對距離比較遠（通常有20~30米），且測量的信號較弱，容易受到干擾。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術二次儀表與熱導池之間相對距離比較遠且測量的信號較弱，容易受到干擾的弊端而提出的一種用于檢測氣體熱導率的測量及控制方法。它解決了信號容易受到干擾的問題，同時將測量信號進行了標準化變換，便于二次儀表的測量。

本發明方法是這樣實現的：在熱導池中設置測量控制電路板，將傳統方法中二次儀表的溫控和測量功能設置到電路板中，它以單片機為核心，實現溫控和測量功能。

在單片機的控制下，測量電橋的輸出信號經放大后，通過A/D電路轉換成數字信號，再經單片機進行數據處理之后，由D/A電路轉換成（4-20）mA電流信號。同時單片機檢測熱導池的溫度，與溫度的給定值進行比較控制可控硅的導通和截止，實現熱導池溫度的閉環控制。這樣的結構避免了加熱線路對被測信號的干擾，同時，測量信號的傳送采用4-20mA電流信號，大大提高了它的抗干擾能力。

熱導池中集成了傳感系統和測量控制電路板，傳感系統包括加熱元件、測溫元件和測量電橋。

熱導池為標準化部件；熱導池兼具溫控和測量功能。

測量控制電路板包括電源模塊、可控硅、單片機、數據通訊模塊、D/A轉換電路和A/D轉換電路。

輸入電源為交流24V，電源也是熱導池的加熱供電源。

測量控制電路中采用以CPU為核心的數字電路，對橋路輸出和溫度的采樣都采用了數字電路，減少了可調的分立元件，大大提高了電路的穩定性。

附圖說明

圖1為傳統氣體熱導率的測量控制結構示意圖。

圖2為實施例氣體熱導率的測量控制結構示意圖。

圖3為實施例測量控制電路與熱導池關系示意圖。

圖中：1—熱導池；2—測量控制電路板；3—溫控電路；4—二次儀表；5—測量電路；6—加熱元件；7—測溫元件；8—測量電橋；9—電源模塊；10—可控硅；11—單片機；12—數據通訊模塊；13—D/A轉換電路；14—A/D轉換電路；15—傳感系統。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明加以詳細描述。

對比例：傳統氣體熱導率的測量控制結構示意圖如附圖1所示，加熱元件6、測溫元件7和測量電橋8置于熱導池1中，在二次儀表4中設置溫控電路3（采用交流60V加熱供電）和測量電路5,用來實現熱導池1的溫控和信號的測量。由于二次儀表4與熱導池1之間相對距離比較遠（通常有20~30米），且測量的信號較弱，容易受到干擾。