[發明專利]一種用于便攜式FID檢測器的進氣穩流裝置

在審

• 申請號: 202111651727.2
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114487078A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 劉偉寧;吳譽;牛文興;吳凱勛;李俊芳;劉思思
• 申請（專利權）人: 天津津普利環?？萍脊煞萦邢薰?/a>
• 主分類號: G01N27/626
• 分類號: G01N27/626
• 代理公司: 北京眾元弘策知識產權代理事務所(普通合伙) 11462
• 代理人: 王洪波

本發明公開了一種用于便攜式FID檢測器的進氣穩流裝置，包括氣阻、泵、傳感器和控制器，所述氣阻用于限制氣體流速；所述泵為氣泵，用于把氣體送入所述FID檢測器；所述傳感器用于檢測所述氣阻兩端的氣壓差；所述控制器根據所述傳感器檢測的氣壓差調節輸出泵電壓，控制泵的電機的轉速；氣體經過所述氣阻，通過所述泵送入所述FID檢測器；所述傳感器和所述控制器構成反饋回路。本發明能夠在常壓檢測條件適用，使流量控制更加穩定，可實現性強，成本低。

技術領域

本發明涉及一種進氣穩流裝置，適用于便攜式或移動式FID檢測器的進氣穩流。

背景技術

氫火焰離子化檢測器(Flame ionization detector,FID)是一種用于檢測空氣中揮發性有機物常見的傳感器。它利用氫火焰電離揮發性有機物(VOCs)，產生碳氫化合物離子，離子定向移動形成電流，從而測量出有機物的濃度。FID需要三種氣源：燃氣、助燃氣和被測氣；且氣體需要按照比例送入FID。

常見的FID進氣穩流裝置主要有以下兩種方式：

第一種采用高壓降壓穩流的方式。在管路上添加電子壓力控制(EPC)模塊或機械式的穩流裝置，使高壓輸入的氣體經過降壓穩流送入FID中。EPC模塊由壓力傳感器和比例閥構成；通過壓力傳感器檢測管路中的壓力，調節比例閥，達到控制管路中氣體流量的目的。

第二種采用倍壓降壓穩流的方式。氣體經由泵抽入管路的通道一，流量調節模塊設置在管路通道二上，通道一、通道二匯合后送入FID中。該裝置利用泵吸在管路內形成高壓，將外部常壓氣體吸入通道一。通道二中的流量調節模塊由氣阻、壓力傳感器和比例閥構成，對管路起到降壓和穩流的作用；氣阻用于降壓，壓力傳感器用于檢測管路中的壓力，根據壓力變化實時調節比例閥，從而穩定整個管路的氣體流速。

以上兩種方式都存在弊端，第一種高壓降壓穩流的方式適用于有正壓氣體輸入的場合，成本較高；第二種倍壓降壓穩流的方式存在兩個缺點，一是泵的工作缺少閉環控制，會導致通道一中的氣體流速不穩定，從而影響管路中氣體的流量；二是進入通道二的氣體的輸入壓強必須要大于整個管路的壓強，否則通道一中的氣體會回灌到通道二中。這兩種裝置對氣體的輸入壓強有要求，所需部件較多，適用于大型或在線的檢測設備；不適用于便攜式或移動式的檢測設備。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可實現性強，成本低，適用于便攜式或移動式檢測設備的FID泵吸式進氣穩流裝置。

所述技術方案為：一種適用于便攜式或移動式檢測設備的進樣穩流裝置，由氣阻、泵、傳感器和控制器組成。氣阻為一定直徑和長度的不銹鋼管，用于限制氣體流速；泵為氣泵，用于把氣體送入FID檢測器；傳感器為壓力傳感器，用于檢測氣阻兩端的氣壓差；控制器為單片機或微控制器，可根據采樣的氣壓差調節輸出泵電壓，控制泵電機的轉速。

所述氣阻為具有一定直徑和長度的不銹鋼管，所述氣阻根據氣路流量的需求進行選型，先使用一段經驗氣阻，逐漸調節泵電壓，使之達到最大電壓值，用流量計檢測當前氣體流量值，并且與所需流量進行比較，如果目標值和實際值有差距，則可調節氣阻的直徑和長度，重復以上調節操作，直至找到合適的氣阻的直徑和長度，使得在傳感器線性量程內能夠達到所需的氣體流量值。

所述控制器具有壓力差值和流量對應關系控制模塊，該模塊通過如下方式獲得，先通過調節泵電壓的大小，監測傳感器氣壓差值和氣路流量值，將獲得的氣壓差值和流量值進行擬合，得到兩者關系，并將該關系通過程序寫入控制模塊。

本裝置中氣體經過氣阻，通過泵送入FID檢測器；壓力傳感器和控制器構成反饋回路，用于控制管路中的氣體流量。壓力傳感器定時向控制器反饋氣阻兩端的壓力差，當測得的氣路實際壓力差與設定值不符時，控制器根據控制算法輸出新電壓給泵電機，調節泵電機的轉速，改變泵隔膜的開關速度，使得該氣路上獲得穩定的流量。該裝置可用在FID檢測器的進氣管路上，在檢測器進樣時，燃氣、助燃氣和被測氣管路可以獨立進行流量控制，按照比例送入FID中。