[發(fā)明專利]FTIR在線監(jiān)測儀器的液氮自動(dòng)加注系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811331498.4
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN109488875B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李相賢;韓昕;高閩光;石建國;童晶晶;王亞平;陳軍;李妍;劉建國;劉文清
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): F17C5/02
• 分類號(hào): F17C5/02;F17C13/00;F17C13/04;G01N21/3504
• 代理公司: 合肥九道和專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34154
• 代理人: 胡發(fā)丁

本發(fā)明屬于光學(xué)儀器維護(hù)設(shè)備，具體涉及一種FTIR在線監(jiān)測儀器的液氮自動(dòng)加注系統(tǒng)及其控制方法，包括液氮儲(chǔ)罐和加注管，所述加注管的一端從液氮儲(chǔ)罐的瓶口插入液氮儲(chǔ)罐內(nèi)，另一端與FTIR在線監(jiān)測儀器的杜瓦瓶內(nèi)腔連通；所述液氮儲(chǔ)罐內(nèi)還設(shè)有電加熱裝置，所述加注管上設(shè)有泄壓閥，所述加注系統(tǒng)的啟停由泄壓閥和電加熱裝置聯(lián)合控制。本發(fā)明對(duì)FTIR在線監(jiān)測儀器的液氮自動(dòng)加注系統(tǒng)的泵頭進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)和優(yōu)化改進(jìn)，通過泄壓閥的閉合迫使高壓氮?dú)馔ㄈ隖TIR在線監(jiān)測儀器內(nèi)，并通過泄壓閥的開啟使加注系統(tǒng)失壓，從而停止加注，并輔以加熱裝置進(jìn)行增壓，簡單、高效的實(shí)現(xiàn)了液氮的定時(shí)、定量加注，系統(tǒng)穩(wěn)定性好、工作精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)儀器維護(hù)設(shè)備，具體涉及一種FTIR在線監(jiān)測儀器的液氮自動(dòng)加注系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

FTIR在線監(jiān)測儀器是利用紅外吸收光譜對(duì)大氣成分進(jìn)行檢測的空氣檢測設(shè)備，作為空氣檢測領(lǐng)域的最前沿技術(shù)，近年來發(fā)展迅速。而FTIR在線監(jiān)測儀器的光譜采集需要紅外信號(hào)發(fā)射單元和接收單元協(xié)同工作，其中的紅外信號(hào)探測單元對(duì)溫度的敏感度較高，需要保持在低溫的工作環(huán)境下才能實(shí)現(xiàn)高精度探測，因?yàn)镕TIR在線監(jiān)測儀器需要對(duì)紅外信號(hào)探測單元進(jìn)行持續(xù)降溫。

液氮溫度可達(dá)-196℃，在FTIR儀器中，主要是給紅外信號(hào)探測單元進(jìn)行制冷，通過制冷可降低探測單元的熱噪聲。而FTIR儀器的杜瓦瓶加一次液氮最多使用24h，對(duì)于在線監(jiān)測儀器來說需要值守維護(hù)，定時(shí)對(duì)杜瓦瓶內(nèi)的液氮進(jìn)行補(bǔ)充，這樣不僅浪費(fèi)人工，而且難以確保液氮的連續(xù)供給，從而影響儀器的檢測精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種簡單高效的用于FTIR在線監(jiān)測儀器的液氮自動(dòng)加注系統(tǒng)及其加注方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：一種FTIR在線監(jiān)測儀器的液氮自動(dòng)加注系統(tǒng)，包括液氮儲(chǔ)罐和加注管，所述加注管的一端從液氮儲(chǔ)罐的瓶口插入液氮儲(chǔ)罐內(nèi)并延伸至液氮儲(chǔ)罐的瓶底，另一端與FTIR在線監(jiān)測儀器的杜瓦瓶內(nèi)腔連通；所述加注管與液氮儲(chǔ)罐瓶口密封連接；所述液氮儲(chǔ)罐內(nèi)還設(shè)有電加熱裝置，所述加注管上設(shè)有泄壓閥，所述加注系統(tǒng)的啟停由泄壓閥和電加熱裝置聯(lián)合控制，當(dāng)電加熱裝置啟動(dòng)且泄壓閥關(guān)閉時(shí)，加注系統(tǒng)處于加注狀態(tài)，此時(shí)液氮?dú)饣笾苯舆M(jìn)入杜瓦瓶內(nèi)，當(dāng)電加熱裝置關(guān)閉且泄壓閥啟動(dòng)時(shí)，加注系統(tǒng)處于停止加注狀態(tài)，液氮儲(chǔ)罐內(nèi)氣化的氮?dú)庵苯油ㄟ^泄壓閥排放至大氣中。

所述泄壓閥為電磁泄壓閥，所述電加熱裝置和泄壓閥的啟停均通過自動(dòng)控制器控制，自動(dòng)控制器包括計(jì)時(shí)器，自動(dòng)控制器根據(jù)設(shè)定的時(shí)間周期自動(dòng)控制電加熱裝置和泄壓閥的啟停狀態(tài)。

系統(tǒng)還包括液位計(jì)和壓力傳感器，所述液位計(jì)自液氮儲(chǔ)罐的瓶口插入液氮儲(chǔ)罐內(nèi)并延伸至液氮儲(chǔ)罐的瓶底，所述壓力傳感器通過軟管與液氮儲(chǔ)罐瓶口密封連通；所述加注管上還設(shè)有安全閥。

所述FTIR在線監(jiān)測儀器的杜瓦瓶內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器的信號(hào)輸出端與自動(dòng)控制器電連接，所述自動(dòng)控制器根據(jù)溫度傳感器采集的信號(hào)控制泄壓閥和電加熱裝置的啟停。

所述液氮儲(chǔ)罐的瓶口處設(shè)有泵頭底座，所述泵頭底座內(nèi)開設(shè)有排氣通道，所述加注管與該排氣通道串聯(lián)，所述泄壓閥和電加熱裝置的引線安裝在泵頭底座上，所述泵頭底座上安裝壓力傳感器、和/或安全閥。

所述泄壓閥包括一錐狀閥芯，所述泵頭底座上開設(shè)有連通加注管官腔的泄壓孔，所述錐狀閥芯沿豎直方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)并與泄壓孔構(gòu)成開合動(dòng)作，錐狀閥芯上端與繼電器鐵芯固接，錐狀閥芯上套裝有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧下端與泄壓孔孔口抵接。

所述泵頭底座上還設(shè)有防護(hù)罩蓋，各傳感器引線以及控制電路板集成在防護(hù)罩蓋內(nèi)部，所述泄壓孔也位于防護(hù)罩蓋內(nèi)部，所述防護(hù)罩蓋頂端設(shè)有排氣孔。