[發(fā)明專利]一種在線檢測沼氣輸送管道中甲烷含量的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011504909.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112630152B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫永明;甄峰;邢濤;孔曉英;李連華;李穎;李棟;王迪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州能源研究所;東北石油大學(xué)
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/39
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江;朱聰聰

1.一種在線檢測沼氣輸送管道中甲烷含量的系統(tǒng)，其特征在于：包括預(yù)處理模塊、激光檢測模塊、后處理模塊；所述預(yù)處理模塊包括控制閥和過濾裝置；所述激光檢測模塊包括激光器、用于控制激光器的激光控制器、棱鏡組、檢測氣室、聚光透鏡、探測器及擋光環(huán)；在輸送沼氣的輸氣主管上通過三通并聯(lián)有一旁通管，所述旁通管與所述控制閥連接，所述過濾裝置通過連接管與所述控制閥連接，所述檢測氣室通過連接管與所述過濾裝置連接；所述棱鏡組位于所述檢測氣室一側(cè)，所述聚光透鏡與探測器位于所述檢測氣室另一側(cè)，所述棱鏡組和所述聚光透鏡與探測器相對設(shè)置；從激光器出來的激光穿過所述棱鏡組后進入所述檢測氣室內(nèi)，并從所述聚光透鏡透過后聚焦在所述探測器上；所述后處理模塊對所述激光器、所述探測器的光波數(shù)據(jù)進行測量及處理；所述棱鏡組包括一對變形棱鏡對和一個鮑威爾棱鏡，所述變形棱鏡對靠近所述激光器，所述鮑威爾棱鏡位于所述檢測氣室外側(cè)，所述檢測氣室為采用透明亞克力板制成的氣室；所述聚光透鏡為菲涅爾透鏡；從激光器出來的激光依次穿過所述變形棱鏡對、所述鮑威爾棱鏡后優(yōu)化成光密度均勻且穩(wěn)定性良好的直線，對檢測氣室內(nèi)氣體進行多點檢測，直線分布的激光光束透過所述聚光透鏡后聚焦到所述探測器上；所述擋光環(huán)套設(shè)在所述檢測氣室的外側(cè)，所述擋光環(huán)采用不透明橡膠材料制成，所述擋光環(huán)上設(shè)置有用于固定鮑威爾棱鏡的第一定位孔和若干個用于固定所述聚光透鏡的第二定位孔，所述第一定位孔與所述第二定位孔相對設(shè)置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線檢測沼氣輸送管道中甲烷含量的系統(tǒng)，其特征在于：所述過濾裝置的外殼采用具有抗腐蝕性和抗氧化性材質(zhì)制成的外殼；所述過濾裝置設(shè)置有氣體入口、氣體出口和雜質(zhì)出口，所述氣體入口通過連接管與所述控制閥連接，所述氣體出口通過連接管與所述檢測氣室連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線檢測沼氣輸送管道中甲烷含量的系統(tǒng)，其特征在于：所述旁通管、連接管均采用透明亞克力板加工制成；所述旁通管和連接管的直徑均不大于5cm，所述檢測氣室的形狀為長方體，其軸向橫截面形狀為正方形，正方形邊長為10～15cm，軸向長為25～30cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線檢測沼氣輸送管道中甲烷含量的系統(tǒng)，其特征在于：所述激光器選用波長為1647nm的激光器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線檢測沼氣輸送管道中甲烷含量的系統(tǒng)，其特征在于：所述后處理模塊包括用于對所述探測器進行光波測量的鎖相放大器、以及信號處理器，所述鎖相放大器將測量到的數(shù)據(jù)傳遞給信號處理器進行處理。