[發明專利]一種基于陣列傳感器的氣液固三相分離裝置及分離方法

有效

• 申請號: 202010412662.5
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111617515B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 陳星;陳龍;傅煒;劉文心;董浩;劉清君;劉軍;吳迪
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D15/10
• 分類號: B01D15/10;B01D19/00;G01N30/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種基于陣列傳感器的氣液固三相分離裝置，其特征在于，包括若干個氣敏傳感器（1）、傳感器氣室（2）、密封圈（3）、氣泵（4）、溫控片（5）、主控電路板（6）、減壓閥（7）、上位機（8）、進氣導管（9）、出氣導管（10）、后級裝置（11）、傳感器電路板（12）、溫度傳感器（13）、氣壓傳感器（14）、比例控制閥（15）和關斷閥（16）；

所述傳感器氣室（2）的入口與進氣導管（9）連接，所述減壓閥（7）安裝進氣導管（9）上；所述比例控制閥（15）安裝于傳感器氣室（2）的入口處；傳感器氣室（2）的出口與出氣導管（10）連接；所述氣泵（4）安裝在出氣導管（10）上，出氣導管（10）的出口連接有處理廢氣的后級裝置（11）；關斷閥（16）安裝于傳感器氣室（2）的出口處；

所述氣敏傳感器（1）上面涂有敏感膜材料和吸附材料混合后的材料，包括但不限于金屬氧化物材料、導電聚合物材料和貴金屬材料等，該材料能夠吸附氣液固三相敏感物質；根據氣壓傳感器（14）和溫度傳感器（13）的參數，調節傳感器氣室（2）內部的壓力和溫度，以達到傳感器氣室（2）中的物質能夠被涂在氣敏傳感器（1）材料解吸的條件；

所述溫控片（5）根據半導體的珀耳帖效應，實現氣敏傳感器（1）的溫度控制，進而實現涂在氣敏傳感器（1）上材料的溫度控制；

所述氣敏傳感器（1）、溫度傳感器（13）和氣壓傳感器（14）均安裝在傳感器電路板（12）上，氣敏傳感器（1）與溫控片（5）連接，所述傳感器電路板（12）通過密封圈（3）安裝于傳感器氣室（2）中；所述傳感器電路板（12）與主控電路板（6）相連，所述主控電路板（6）與上位機（8）相連，通過上位機（8）識別和顯示氣液固三相物質。

2.根據權利要求1所述的一種基于陣列傳感器的氣液固三相分離裝置，其特征在于，所述傳感器氣室（2）的底部具有金屬墊片用于壓緊傳感器電路板（12），并用四個螺栓固定；傳感器氣室（2）上方的具有弧形擋板，使得物質進入到傳感器氣室（2）后，便于與氣敏傳感器（1）充分接觸。

3.根據權利要求1所述的一種基于陣列傳感器的氣液固三相分離裝置，其特征在于，所述氣泵（4）與主控電路板（6）連接，通過上位機（8）控制氣泵（4）抽取傳感器氣室（2）中氣體。

4.一種應用權利要求1所述氣液固三相分離裝置的分離方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1）采集物質：連接好氣路，調節比例控制閥（15）和關斷閥（16）調節傳感器氣室（2）中的氣體導通，然后開啟氣泵（4）；根據溫度傳感器（13）和氣壓傳感器（14）的參數，調節傳感器氣室（2）中的壓力和溫度；

2）吸附物質：調節與氣敏傳感器（1）連接的溫控片（5），保證物質進入傳感器氣室（2）中5分鐘以上，使得物質能夠充分吸附在的氣敏傳感器（1）上；

3）物質脫附：關閉氣泵（4）并打開關斷閥（16），關斷氣路，然后加熱溫控片（5），實現物質脫附，并通過上位機（8）監測脫附過程，待脫附完畢后，打開關斷閥（16）并開啟氣泵（4）抽出傳感器氣室（2）中的殘留物質，通過后級裝置（11）處理；

4）分析氣敏傳感器（1）數據：關閉氣泵（4），停止抽氣，上位機（8）讀取主控電路板的數據后，生成氣液固三相物質分離的曲線圖譜。