专利名称：一种烟气中水分含量自动测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种环境检测设备，特别涉及的是一种烟气中水分 含量自动测试仪。
背景技术：
我国对大气固定源排放污染物是按干烟气计算浓度和排放率的。因此，必须 测定大气固定源排放烟气中水分含量。现有的烟气中水分含量测试仪前端为加热采样管(前端安装玻璃纤维过滤器除去烟气中颗粒物)，其后端连接的装置分三种形式第一种是由干球/湿球温度计、真空压力表、转子流量计、抽气泵组成；通过 所述的干球/湿球温度计指示温度差、真空压力表指示真空压力、烟气绝对压力来 计算烟气中水分含量。第二种是由冷凝器、温度计、干燥器、真空压力表、转子流量计、累积流量 计、调节阀、抽气泵组成；通过冷凝器中冷凝的水量、冷凝器出口的饱和水蒸气 压力、流量计前气体的压力和温度、抽取烟气的体积来计算烟气中水分含量；最后一种是由吸湿管、冷却水槽、真空压力表、温度计、转子流量计、抽气 泵组成；通过用天平称量吸湿管吸收的水分重量、流量计前气体的压力和温度、 抽取烟气的体积、大气压来计算烟气中水分含量；但是上述的三种都存在一定的缺陷，首先，响应速度比较慢，也就是获得结 果的时间比较长；其次很大程度上自动化程度不高。为克服上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和试验终于获得了本 产品的问世。发明内容本实用新型的目的在于，提供一种烟气中水分含量自动测试仪，用以克 服上述缺陷。为实现上述目的，本实用新型釆用的技术方案一在于，提供一种烟气中 水分含量自动测试仪，其包括环境信息采集单元，数据处理单元以及数据输出单元；所述的环境信息采集单元用以采集烟气中氧和环境参数，其包括 氧传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器以及大气压力传感器；所述的 数据处理单元其分别与所述的环境信息采集单元中的氧传感器、环境温度传 感器、环境湿度传感器以及大气压力传感器相连接，接收烟气中氧和环境参 数数据并进行预定的程序处理；所述的数据输出单元与所述的数据处理单元 相连接，用以输出所述数据处理单元的处理结果；本实用新型釆用的技术方案二在于，提供一种烟气中水分含量自动测试 仪，其特征在于，其包括前置处理单元、环境信息采集单元，数据处理单 元以及数据输出单元；其中，所述的前置处理单元包括依序进行连接的加 热采样管、冷凝器、转子流量计、氧传感器以及抽气泵；所述的环境信息采 集单元用以采集环境参数，其为环境温度传感器、环境湿度传感器以及大气 压力传感器；所述的数据处理单元其分别与所述的环境信息采集单元中的环 境温度传感器、环境湿度传感器、大气压力传感器以及所述前置处理单元的 氧传感器相连接，接收烟气中氧和环境参数数据并进行预定的程序处理；所 述的数据输出单元与所述的数据处理单元相连接，用以输出所述数据处理单 元的处理结果；本实用新型采用的技术方案三在于，提供一种烟气中水分含量自动测试 仪，其特征在于，其包括前置处理单元、环境信息采集单元，数据处理单 元以及数据输出单元；其中，所述的前置处理单元包括依序进行连接的加 热采样管、冷凝器、抽气泵、转子流量计以及氧传感器；所述的环境信息采 集单元用以采集环境参数，其包括环境温度传感器、环境湿度传感器以及 大气压力传感器；所述的数据处理单元其分别与所述的环境信息釆集单元中 的环境温度传感器、环境湿度传感器、大气压力传感器以及所述前置处理单 元的氧传感器相连接，接收烟气中氧和环境参数数据并进行预定的程序处 理；所述的数据输出单元与所述的数据处理单元相连接，用以输出所述数据 处理单元的处理结果；其中，所述的数据处理单元为单片机，计算机或嵌入式系统其中之一； 其中，所述的数据输出单元，包括A/D转换器，其与显示器、打印机其中之一 或分别与两者相连接；其中，所述的数据输出单元还包括一数据传输接口 ，其与其它的上位机或存储设备相连接；与现有技术比较本实用新型的有益效果在于，结构简单，即可以与便携式烟尘/烟气测试仪结合定时自动测定、实时显示烟气中水分含量；也可以作为单独的 烟气中水分含量连续测量系统或烟尘/烟气排放连续监测系统的部件长期地、连续 地测定和实时显示烟气中水分含量。
图1为本实用新型烟气中水分含量自动测试仪较佳实施例一的功能结构示意图；图2为本实用新型烟气中水分含量自动测试仪较佳实施例二的功能结构示意图；图3为本实用新型烟气中水分含量自动测试仪较佳实施例三的功能结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。本实用新型烟气中水分含量自动测试仪的原理依据在于烟气中的水分含量 与烟气中含氧量、环境空气水分含量(环境温度、湿度和大气压力)、化石燃料 单位发热量产生的气体体积相关。当烟气中水分为饱和状态时，水分含量是烟气 温度和烟气压力的函数；当烟气中水分为非饱和状态时，水分含量是烟气含氧量、 环境空气水分含量以及化石燃料单位发热量产生气体的体积的函数。水分含量的 计算公式可表示如下当烟气中水分为饱和状态时Bws=f(t, P)式中Bws-烟气水分含量，％(v/v) ; t-烟气温度，。C(^00。C) ; P-烟 气绝对压力(Ba-Ps) , Pa; Ba、 Ps——分别为大气压力和烟气静压，Pa。 当烟气中水分为非饱和状态时 Bws=f(Bwa， 02w， V/J)式中Bwa-环境空气水分含量，％(v/v) ; 02w-烟气含氧量，％ ( v./v); V/J -化石燃料单位发热量产生气体的体积，m3/J。 Bwa=f ( T， HR， Ba)式中T-环境温度，K; HR-环境空气相对湿度，％;本实用新型可与现有的便携式烟尘/烟气测试仪或烟尘/烟气连续排放监测系 统结合，在利用上述系统已有的传感器的基础上，只需增加一个环境温度传感器、 环境湿度传感器和在软件中增加计算程序便可实现，其具体结构如下所述。请参阅图1所示，其为本实用新型烟气中水分含量自动测试仪较佳实施例一 的功能结构示意图；其包括环境信息釆集单元11,数据处理单元12以及数据 输出单元13;所述的环境釆集单元11用以采集环境参数，其包括氧传感器111、 环境温度传感器112、环境湿度传感器113以及大气压力传感器114;所述的数据 处理单元12为单片机，计算机或嵌入式系统其中之一，其分别与所述的环境采集 单元11中的氧传感器111、环境温度传感器112、环境湿度传感器113以及大气 压力传感器114相连接，接收环境参数数据并根据设置的预定程序对数据进行处 理；所述的数据输出单元13与所述的数据处理单元12相连接，其包括A/D转换 器131,其分别与显示器132、打印机133两者相连接(也可以与其中之一连接)； 用以输出所述数据处理单元12的处理结果；当本实用新型开始工作时，烟气扩散 进入所述的环境采集单元11的氧传感器111,大气扩散进入环境温度传感器112 和环境湿度传感器113，大气压传感器114进行测定环境大气压；分别产生标准 信号(4~20mA)输出到数据处理单元12，数据处理单元12经过相应的处理后经 过A/D转换器131,通过显示器132显示结果，通过打印机133打印烟气中水分 含量测定结果并通过一数据传输接口 134传输数据，所述的数据传输接口 134与 其它的上位机或存储设备相连接(图中未示)；请参阅图2所示，其为本实用新型烟气中水分含量自动测试仪较佳实施例二 的功能结构示意图；其包括前置处理单元24、环境信息采集单元21,数据处理 单元22以及数据输出单元23;其中，所述的前置处理单元24包括依序进行连 接的加热采样管241、冷凝器242、转子流量计243、氧传感器244以及抽气泵245; 所述的环境信息采集单元21用以采集环境参数，其包括环境温度传感器211、 环境湿度传感器212以及大气压力传感器213;所述的数据处理单元22为单片机， 计算机或嵌入式系统其中之一，其分别与所述的环境温度传感器211、环境湿度传感器212、大气压力传感器213以及所述前置处理单元的氧传感器244相连接， 接收环境参数数据并根据设置的预定程序对数据进行处理；所述的数据输出单元 23与所述的数据处理单元22相连接，其包括A/D转换器231，其与分别显示器 232、打印机233两者相连接(也可以与其中之一连接)；用以输出所述数据处理 单元22的处理结果；所述的数据输出单元23与所述的数据处理单元22相连接， 用以输出所述数据处理单元22的处理结果；本实用新型工作时，由抽气泵245抽取烟气，烟气中颗粒物经加热采样管241 前端的滤料除去后，由导气软管输送到冷凝器242，烟气经冷凝器242快速冷凝 除去烟气中的水分，进入转子流量计243,氧传感器244,再经抽气泵245排出气 体；由氧传感器244、大气扩散进入环境温度传感器211和环境湿度传感器212、 大气压力传感器213，测定烟气中含氧量和环境参数，分别产生标准信号 (4~20mA )输出到数据处理单元22,所述数据处理单元22经过相应的处理后， 通过A/D转换器231，利用显示器232显示结果，通过打印机233打印烟气中水 分含量测定结果并通过一数据传输接口 234传输数据，所述的数据传输接口 234 与其它的上位机或存储设备相连接(图中未示)；请参阅图3所示，其为本实用新型烟气中水分含量自动测试仪较佳实施例三 的功能结构示意图，其包括前置处理单元34、环境信息采集单元31,数据处理 单元32以及数据输出单元33;其中，所述的前置处理单元34包括依序进行连 接的加热采样管341、冷凝器342、抽气泵343、转子流量计344以及氧传感器345; 所述的环境采集单元31用以采集环境参数，其包括环境温度传感器311、环境 湿度传感器312以及大气压力传感器313;所述的数据处理单元32为单片机，计 算机或嵌入式系统其中之一，其分别与所述的环境采集单元31中的环境温度传感 器311、环境湿度传感器312、大气压力传感器313以及所述前置处理单元的氧传 感器345相连接，接收环境参数数据并根据设置的预定程序对数据进行处理；所 述的数据输出单元33与所述的数据处理单元32相连接，其包括A/D转换器331， 其与显示器332、打印机333其中之一或分别与两者相连接；用以输出所述数据 处理单元32的处理结杲；所迷的数据输出单元33与所述的数据处理单元32相连 接，用以输出所述数据处理单元32的处理结果；本实用新型在工作时，由抽气泵343抽取烟气，烟气中颗粒物经加热采样管 341前端的滤料除去后，由导气软管输送到冷凝器342,烟气经冷凝器342快速冷凝除去烟气中的水分后，进入抽气泵343,转子流量计344,再进入氧传感器345; 由氧传感器345、大气扩散进入环境温度传感器311和环境湿度传感器312,大气 压传感器313,测定烟气中含氧量和环境参数，分别产生标准信号(4 20mA)输 出到数据处理单元32,所述的数据处理单元32通过相应的处理经过A/D转换器 331,通过显示器332显示结果，通过打印机333打印烟气中水分含量测定结果并 通过一数据传输接口 334传输数据，所述的数据传输接口 334与其它的上位机或 存储设备相连接(图中未示)；本实用新型主要元器件的技术指标氧传感器测量范围0 25%,最小分度值不大于0.1%,零点漂移d.0。/。F.S.， 跨度漂移^.0%F.S.，线性2.5%;环境温度传感器测量范围-20 60。C,精确度±1.5%,最小分度值不大于1°C;环境湿度传感器测量范围0 100%RH，精确度±2.0%,最小分度值不大于 1%RH;大气压力传感器测量范围80 110kPa,最小分度值不大于O.lkPa。 转子流量计流量范围0~1.5L/min，精确度不低于2.5%,流量波动在±10% 以内。采用上述实施例的烟气中水分含量自动测试仪，其技术指标为 1、水分测量范围0 35%; 2a、零点漂移优于2.0%F.S.; 3a、跨度漂移优于2.0%F.S.; 4a、线性优于5%;5 、准确度符合国家HJ/T76《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及 检测方法》标准的要求，即当国家标准方法测定烟气中水分含量《％时，本测试 仪测定结果与标准方法测定结果的绝对误差为^1.5%;当国家标准方法测定烟气 中水分含量〉5%时，本测试仪测定结果与标准方法测定结果的相对误差金25%。注a指本新型中氧传感器的技术指标。以上说明对本新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员 理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修 改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1、一种烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于，其包括环境信息采集单元，数据处理单元以及数据输出单元；所述的环境信息采集单元用以采集烟气中氧和环境参数，其包括氧传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器以及大气压力传感器；所述的数据处理单元其分别与所述的环境信息采集单元中的氧传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器以及大气压力传感器相连接，接收烟气中氧和环境参数数据并进行预定的程序处理；所述的数据输出单元与所述的数据处理单元相连接，用以输出所述数据处理单元的处理结果。
2、 根据权利要求1所述烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于，所 述的数据处理单元为单片机，计算机或嵌入式系统。
3、 根据权利要求1所述烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于，所 述的数据输出单元，包括A/D转换器，其与显示器、打印机其中之一或分 别与两者相连接。
4、 根据权利要求3所述烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于，所 述的数据输出单元还包括一数据传输接口 ，其与其它的上位机或存储设备相 连接。
5、 一种烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于，其包括前置处理 单元、环境信息采集单元，数据处理单元以及数据输出单元；其中，所述的 前置处理单元包括依序进行连接的加热采样管、冷凝器、转子流量计、氧 传感器以及抽气泵；所述的环境信息采集单元用以采集环境参数，其为环境 温度传感器、环境湿度传感器以及大气压力传感器；所述的数据处理单元其 分别与所述的环境信息采集单元中的环境温度传感器、环境湿度传感器、大 气压力传感器以及所述前置处理单元的氧传感器相连接，接收烟气中氧和环 境参数数据并进行预定的程序处理；所述的数据输出单元与所述的数据处理 单元相连接，用以输出所述数据处理单元的处理结果。
6、 根据权利要求5所述烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于，所 述的数据处理单元为单片机，计算机或嵌入式系统。
7、 根据权利要求5所述烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于，所 述的数据输出单元，包括A/D转换器，其与显示器、打印机其中之一或分别与两者相连接。
8、 根据权利要求7所述烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于，所 述的数据输出单元还包括一数据传输接口 ，其与其它的上位^L或存储设备相 连接。
9、 一种烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于，其包括前置处理单元、环境信息采集单元，数据处理单元以及数据输出单元；其中，所述的前置处理单元包括依序进行连接的加热采样管、冷凝器、抽气泵、转子流量计以及氧传感器；所述的环境信息采集单元用以釆集环境参数，其包括环境温度传感器、环境湿度传感器以及大气压力传感器；所述的数据处理单 元其分别与所述的环境信息采集单元中的环境温度传感器、环境湿度传感器、大气压力传感器以及所述前置处理单元的氧传感器相连接，接收烟气中 氧和环境参数数据并进行预定的程序处理；所述的数据输出单元与所述的数据处理单元相连接，用以输出所述数据处理单元的处理结果。
10、 根据权利要求9所述烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于，所 述的数据处理单元为单片机，计算机或嵌入式系统。
11 、根据权利要求9所述烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于，所 述的数据输出单元，包括A/D转换器，其与显示器、打印机其中之一或分 别与两者相连接。
12、根据权利要求11所述烟气中水分含量自动测试仪，其特征在于， 所述的数据输出单元还包括一数据传输接口 ，其与其它的上位机或存储设备 相连接。
专利摘要本实用新型为一种烟气中水分含量自动测试仪，其包括环境信息采集单元，数据处理单元以及数据输出单元；所述的环境信息采集单元用以采集烟气中氧和环境参数，其包括氧传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器以及大气压力传感器；所述的数据处理单元其分别与所述的环境信息采集单元中的氧传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器以及大气压力传感器相连接，接收烟气中氧和环境参数数据并进行预定的程序处理；所述的数据输出单元与所述的数据处理单元相连接，用以输出所述数据处理单元的处理结果；达到结构简单，自动测定、实时显示烟气中水分含量的目的。
文档编号G01N35/00GK201083746SQ20072017009
公开日2008年7月9日 申请日期2007年8月8日 优先权日2007年8月8日
发明者江 易, 李虹杰, 永 梁 申请人:易 江;李虹杰;梁 永