一种新型等速烟气采样检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及气体检测的技术领域，公开了一种新型等速烟气采样检测系统。为了解决无法等速采样的问题，提出了如下技术方案。其特征是：包括：样气管(2)，混气机构(13)，混气管道(14)，含探头的检测单元(CLDY)，射流器(SLQ)，射流调节阀(STJF)，射流风机(SF)，稀释气风机(XF)，对稀释气流量大小进行实时调节的稀释气电动调节阀(XDT)，对各种气体流速作检测的第一、第二流速检测机构；通过实时调节的稀释气电动调节阀(XDT)的开度大小，改变稀释气流量的大小，进而使样气流速与烟气流速趋于相等。有益效果是：实现了等速采样，检测精度大幅度提高。
【专利说明】
一种新型等速烟气采样检测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及气体取样、检测和分析的技术领域，特别是涉及一种新型等速烟气采样检测系统，本实用新型尤其适用于对烟气颗粒物的采样检测。
【背景技术】
[0002]在火力发电厂内，废弃的烟气通过排放管道向空中排放;排放管道也称之为烟道。为了环保的目的，通常需要对排放的烟气进行降害处理，比如对烟气进行降尘处理，使烟气含尘量达标后才能排放;因而，对排放管道内的烟气进行检测就成了必不可少的工作。
[0003]为了对排放管道的烟气进行检测，人们在排放管道内设置了样气管，以负压的方式，连续不断地抽取获得烟气样气。在现有技术中，采用的是预测流速来决定样气管取样嘴口径的大小，从而进行采样。然而，由于烟道内流速时刻在变化，采样预测流速的方式不能做到实时跟踪，抽取的样气无法保证其代表性。排放管道内的烟气流速与样气管内的样气流速的情况，见图1、图2和图3所示，各图中的大箭头代表烟气的流动方向。
[0004]上述三图中，V是样气管内的样气流速，W是排放管道内的烟气流速。只有当样气流速V等于烟气流速W时，即只有等速采样时，样气颗粒物浓度才具有代表性，如图1所示。当样气流速V大于烟气流速W时，样气浓度会小于实际浓度，情况参见图2。当样气流速V小于烟气流速W时，样气浓度会大于实际烟气浓度，情况参见图3。
[0005]非等速采样对测量精度影响很大，工程技术界亟需能够解决此问题。
【实用新型内容】
[0006]为了解决非等速采样的问题，实现等速采样的目的，本实用新型提出了以下技术方案。
[0007]1.—种新型等速烟气采样检测系统，包括:自动化控制电路，样气管，混气机构，混气管道，含探头的检测单元，射流器，射流调节阀，射流风机，稀释气风机，对稀释气流量大小进行实时调节的稀释气电动调节阀，对烟气排放管道内烟气流速作检测的第一流速检测机构，对特定气体流速进行检测的第二流速检测机构;所述的特定气体流速是指三者:样气流速、稀释气流速、以及混合气流速，所述的进行检测是进行直接检测，或者所述的进行检测是进行直接检测加间接检测;所述的射流器含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；
[0008]样气管的一端深入至烟气排放管道内部，样气管的另一端与混气机构气路连通；混气机构与混气管道的一端气路连通，混气管道的另一端与射流器的被动进气端口气路连通；
[0009]所述的稀释气风机，其进气口与大气连通;稀释气风机的出气口与稀释气电动调节阀的输入接口气路连通;稀释气电动调节阀的输出接口与混气机构气路连通;稀释气电动调节阀的接线端与自动化控制电路电连接；
[0010]所述的射流风机，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀的输入端口气路连通;射流调节阀的输出端口与射流器的主动进气端口气路连通；
[0011 ]检测单元的探头设置在混气管道的身部；
[0012]第一流速检测机构，其设置在烟气排放管道内，其接线端与自动化控制电路电连接；
[0013]第二流速检测机构的接线端与自动化控制电路电连接。
[0014]2.所述的第二流速检测机构，其设置如下:
[0015]在样气管处设置样气流速检测部件，在混气管道处设置混气流速检测部件，以及在稀释气电动调节阀输出接口和混气机构之间的气路通道处设置稀释气流速检测部件。
[0016]3.所述的第二流速检测机构，其设置为以下三者中的任意一者:
[0017]a.在样气管处设置样气流速检测部件，以及在混气管道处设置混气流速检测部件；
[0018]b.在样气管处设置样气流速检测部件，以及在稀释气电动调节阀输出接口和混气机构之间的气路通道处设置稀释气流速检测部件；
[0019]c.在混气管道处设置混气流速检测部件，以及在稀释气电动调节阀输出接口和混气机构之间的气路通道处设置稀释气流速检测部件。
[0020]4.所述的系统包括:样气保温加热部件，其设置在样气管处，其接线端与自动化控制电路电连接;所述的自动化控制电路包括电源电路。
[0021 ] 5.所述的系统包括:稀释气加热部件；
[0022]稀释气风机的出气口与稀释气电动调节阀的输入接口通过稀释加热连接管连通；所述的稀释气加热部件，其设置在稀释加热连接管处，其接线端与自动化控制电路电连接；所述的自动化控制电路包括电源电路。
[0023]6.所述的系统包括:射流气加热部件；
[0024]射流风机的出气口与射流调节阀的输入端口通过射流加热管连通;所述的射流气加热部件，其设置在射流加热管处，其接线端与自动化控制电路电连接;所述的自动化控制电路包括电源电路。
[0025]7.所述的系统包括:反吹清洁机构；
[0026]所述的反吹清洁机构包括:电动三通阀和反吹电磁阀；电动三通阀含有第一接口、第二接口和第三接口 ；反吹电磁阀含有输入接口和输出接口 ；
[0027]所述的混气管道包括前部管道和后部管道;混气机构，混气管道的前部管道，电动三通阀的第一接口，该三者顺序气路连通；电动三通阀的第二接口，混气管道的后部管道，射流器的被动进气端口，此三者顺序气路连通；电动三通阀的第三接口通过气管与射流调节阀的输出端气路连通；
[0028]所述的反吹电磁阀，其输入接口与稀释气电动调节阀的输入接口气路连通，其输出接口与混气管道的后部管道气路连通；
[0029]电动三通阀的接线端与自动化控制电路电连接;反吹电磁阀的接线端与自动化控制电路电连接；
[0030]检测单元的探头设置在混气管道的后部管道处。
[0031 ] 8.所述的系统包括:稀释气加热部件和反吹清洁机构；
[0032]稀释气风机的出气口与稀释气电动调节阀的输入接口通过稀释加热连接管连通；所述的稀释气加热部件，其设置在稀释加热连接管处；
[0033]所述的反吹清洁机构包括:电动三通阀和反吹电磁阀；电动三通阀含有第一接口、第二接口和第三接口 ；反吹电磁阀含有输入接口和输出接口 ；
[0034]所述的混气管道包括前部管道和后部管道;混气机构，混气管道的前部管道，电动三通阀的第一接口，该三者顺序气路连通；电动三通阀的第二接口，混气管道的后部管道，射流器的被动进气端口，此三者顺序气路连通；电动三通阀的第三接口通过气管与射流调节阀的输出端气路连通；
[0035]所述的反吹电磁阀，其输入接口与稀释加热连接管气路连通，其输出接口与混气管道的后部管道气路连通；
[0036]稀释气加热部件的接线端与自动化控制电路电连接;电动三通阀的接线端与自动化控制电路电连接;反吹电磁阀的接线端与自动化控制电路电连接;所述的自动化控制电路包括电源电路；
[0037]检测单元的探头设置在混气管道的后部管道处。
[0038]9.所述的系统包括:样气保温加热部件，稀释气加热部件，射流气加热部件，以及反吹清洁机构；
[0039]所述的样气保温加热部件，其设置在样气管处；
[0040]稀释气风机的出气口与稀释气电动调节阀的输入接口通过稀释加热连接管连通；所述的稀释气加热部件，其设置在稀释加热连接管处；
[0041 ]射流风机的出气口与射流调节阀的输入端口通过射流加热连接管连通;所述的射流气加热部件，其设置在射流加热连接管处；
[0042]所述的反吹清洁机构包括:电动三通阀和反吹电磁阀；电动三通阀含有第一接口、第二接口和第三接口 ；反吹电磁阀含有输入接口和输出接口 ；
[0043]所述的混气管道包括前部管道和后部管道;混气机构，混气管道的前部管道，电动三通阀的第一接口，该三者顺序气路连通；电动三通阀的第二接口，混气管道的后部管道，射流器的被动进气端口，此三者顺序气路连通；电动三通阀的第三接口通过气管与射流加热连接管气路连通；
[0044]所述的反吹电磁阀，其输入接口与稀释加热连接管气路连通，其输出接口与混气管道的后部管道气路连通；
[0045]检测单元的探头设置在混气管道的后部管道处；
[0046]样气保温加热部件的接线端与自动化控制电路电连接;稀释气加热部件的接线端与自动化控制电路电连接;射流气加热部件的接线端与自动化控制电路电连接；电动三通阀的接线端与自动化控制电路电连接;反吹电磁阀的接线端与自动化控制电路电连接;所述的自动化控制电路包括电源电路。
[0047]本实用新型的有益效果是:
[0048]实现了等速采样，可对烟气进行实时检测，并且检测精度大幅度提高。
【附图说明】
[0049]图1是样气流速V等于烟气流速W的示意图；
[0050]图2是样气流速V大于烟气流速W的示意图；[0051 ]图3是样气流速V小于烟气流速W的示意图；
[0052]图4是本实用新型检测系统的示意图之一；
[0053]图5是本实用新型检测系统的示意图之二；
[0054]图6是本实用新型检测系统的示意图之三；
[0055]图7是本实用新型检测系统的示意图之四；
[0056]图8是本实用新型检测系统的示意图之五；
[0057]图9是本实用新型检测系统的示意图之六；
[0058]图10是本实用新型检测系统的示意图之七；
[0059]图11是设有反吹清洁机构的实用新型系统示意图，本图中的系统处于常规的检测状态；
[0060]图12是图11气路行走情况的等效简略图；
[0061]图13是图11的实用新型系统处于反吹清洁状态的示意图；
[0062]图14是图13气路行走情况的等效简略图。
[0063]图中标号说明
[0064]样气管2;烟气排放管道5;混气机构13;混气管道14;第一流速检测机构15;稀释气流速检测部件16 ；样气流速检测部件18;混气流速检测部件19;样气保温加热部件31;稀释气加热部件32 ；射流气加热部件33。
[0065]检测单元CLDY;反吹电磁阀FCF;射流器SLQ;射流调节阀STJF;射流风机SF;稀释气风机XF;电动三通阀STF;第一接口 SI;第二接口 S2;第三接口 S3;稀释气电动调节阀XDT;样气管内的样气流速V;排放管道内的烟气流速W。
[0066]图1、图2、图3中，排放管道下部的大箭头代表烟气的流动方向。
[0067]图4至图16中，烟气排放管道5下部的大箭头代表烟气的流动方向，其余各处的小箭头代表所在位置气流的行走方向。
[0068]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
【具体实施方式】
[0069]现有技术采用预测流速来决定样气管取样嘴口径的大小，进行采样；因此，对于烟道内流速时刻在变化，现有技术的方式不能做到实时跟踪，由于抽取到的样气流速和烟气流速不相等，所以样气无法保证其代表性，导致最后的测量精度误差很大。
[0070]本实用新型提出了的技术方案，提出了如下的等速采样创新方法，使得样气管内的样气流速与排放管道内的烟气流速时时保持相等。
[0071]首先，对本实用新型作总体的描述、说明和解释。
[0072]本实用新型总体方案描述如下:
[0073]本实用新型的一种新型等速烟气采样检测系统，包括:自动化控制电路，样气管2，混气机构13，混气管道14，含探头的检测单元CLDY，射流器SLQ，射流调节阀STJF，射流风机SF，稀释气风机XF，对稀释气流量大小进行实时调节的稀释气电动调节阀XDT，对烟气排放管道5内烟气流速作检测的第一流速检测机构15，对特定气体流速进行检测的第二流速检测机构;所述的特定气体流速是指三者:样气流速、稀释气流速、以及混合气流速，所述的进行检测是进行直接检测，或者所述的进行检测是进行直接检测加间接检测;所述的射流器SLQ含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；
[0074]样气管2的一端深入至烟气排放管道5内部，样气管2的另一端与混气机构13气路连通;混气机构13与混气管道14的一端气路连通，混气管道14的另一端与射流器SLQ的被动进气端口气路连通；
[0075]所述的稀释气风机XF，其进气口与大气连通;稀释气风机XF的出气口与稀释气电动调节阀XDT的输入接口气路连通;稀释气电动调节阀XDT的输出接口与混气机构13气路连通;稀释气电动调节阀XDT的接线端与自动化控制电路电连接；
[0076]所述的射流风机SF，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀STJF的输入端口气路连通;射流调节阀STJF的输出端口与射流器SLQ的主动进气端口气路连通；
[0077]检测单元CLDY的探头设置在混气管道14的身部；
[0078]第一流速检测机构15，其设置在烟气排放管道5内，其接线端与自动化控制电路电连接；
[0079]第二流速检测机构的接线端与自动化控制电路电连接。
[0080]本实用新型总体方案描述如上;下面再对本实用新型总体方案作说明和解释。
[0081 ] 1.参见图4进行理解。
[0082]2.排放管道内的烟气在负压的作用下，样气经由样气管被抽取得到。在排放管道内的称为烟气，进入样气管内的称为样气。
[0083]3.稀释气风机XF和射流风机SF，其实都是空气压缩机。
[0084]4.含探头的检测单元CLDY，是对气体进行检测的仪器。
[0085]检测单元CLDY包括检测单元主体和探头。广义的探头就是传感器，其包括:探头零件，以及放大、整形等电路;狭义的探头仅仅是指探头零件。
[0086]对于广义的探头而言，它是一个传感器，其输出信号可以被检测单元主体直接采用。
[0087]对于狭义的探头而言，由于探头零件获得的电信号太弱小和不够稳定，所以还要配备放大、整形等后续电路;所以，在探头被狭义解释的情况下，检测单元主体还包括了放大、整形等后续电路。
[0088]不管是广义的探头还是狭义的探头，探头零件都是位于混气管道内，或者讲是位于稀释后的样气气体(混合气体)途经之处，从而可以获得最初、原始的电信号。
[0089]5.检测单元CLDY检测到的气体是混合气体。
[0090]混合气体由两种气体混合而成，第一种是从样气管进来的原始样气，第二种是从稀释气电动调节阀XDT输出接口过来的稀释气体;前述两种气体在混气机构13内混合后，再沿混气管道14流动，最后经射流器SLQ排出。检测单元CLDY的探头设置在混气管道14的身部，探头接触到是混合气体，所以检测单元CLDY检测到的气体是混合气体。
[0091]简单的混气机构13就是一个封闭的容器，它有两个进气口和一个出气口； 一个进气口进入样气，另一个进气口进入稀释气，两种气体在容器内发生混合，并经出气口进入混气管道14。
[0092]6.射流器SLQ是一个无运动零件的部件，它能够长时间、高可靠、耐高温地工作。射流器SLQ含有三个端口，分别是:主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口。射流器SLQ，其主动进气端口进入压缩空气、并从出气端口高速喷出，从而在被动进气端口的部位产生负压，使得在被动进气端口外的气体源源不断地被吸入，被吸入的气体再从出气端口一并高速喷出。
[0093]在正常工作中，由于被动进气端口的部位产生了负压，使得气体出现如此的定向流动:样气管2—混气机构13—混气管道14(探头在此管道)—射流器SLQ的被动进气端口 —射流器SLQ的出气端口。
[0094]7.射流风机SF的进气口从大气中吸入大气气体并进行压缩，压缩气体送到射流调节阀STJF的输入端口 ；射流调节阀STJF的输出端口与射流器SLQ的主动进气端口气路连通。
[0095]射流调节阀STJF可以调节进入射流器SLQ主动进气端口的压缩气体多少。在本实用新型专利中，采样检测系统在调试、试验的时候，射流调节阀STJF可以进行调节；当系统在调试、试验结束后，射流调节阀STJF就不再变动，换言之，本实用新型系统在日常的运行中，从射流调节阀STJF出来的压缩空气，其流速、单位时间流量基本是不变的。
[0096]进一步的说明，当射流调节阀STJF出来的压缩空气流速固定不变，进入射流器SLQ主动进气端口的压缩气体流速、单位时间流量也保持不变，从射流器SLQ被动进气端口抽吸出来的混合气体流速、单位时间流量也保持不变，简言之，射流器SLQ被动进气端口出来的混合气体流速恒定，这个特点，后面还要用到。
[0097]8.自动化控制电路，其类型可以选择含CPU智能部件的电路。
[0098]9.烟气排放管道内的烟气流速，由第一流速检测机构15测得、并报告控制电路。
[0099]10.样气流速、稀释气流速、以及混合气流速，该三者的流速由第二流速检测机构测得、并报告控制电路。
[0100]样气流速、稀释气流速、以及混合气流速，对于前述的三个流速，第二流速检测机构只要对其中的任意两个流速进行测量后，就可以得知剩下者的流速，说明如下。
[0101]a.—种气体流速得知后，便可得知其单位时间的流量，其公式是:单位时间的流量=测量流速处的截面积X流速。
[0102]反之，一种气体单位时间流量得知后，也可算出其流速，公式是:流速=单位时间的流量+测量流量处的截面积。
[0103]b.样气单位时间流量、稀释气单位时间流量、混合气单位时间流量，该三个单位时间流量的关系是:样气单位时间流量+稀释气单位时间流量=混合气单位时间流量。所以，在三个单位时间流量中，只要测得其中的任意两个单位时间流量，便可以算出剩下一个的单位时间流量。
[0104]c.样气、稀释气、混合气，得知任何两者的流速或单位时间流量后，则剩下者的流速和单位时间流量都可以计算得到。
[0105]11.从理论上讲，烟气排放管道内的烟气，虽然其流速时时在变化，但对于一个实际运行中的烟气排放管道而言，在正常的工作情况下，它的流速变化也是在一定范围之内的；我们可以通过经验数据，或者通过实测数据，或者通过设计及生产的规范化数据，得知正常作业时的烟气流速数据。烟气流速数据包括:烟气流速中间值数据，烟气流速最高值数据，烟气流速最低值数据。
[0106]在系统设计和试制的时候，我们可以以烟气流速中间值数据为基础，对应的将稀释气电动调节阀XDT开度安排在居中的部位，并初步确定样气和稀释气的混合比例。稀释气电动调节阀XDT开启在中间的部位，其目的是:便于输出的稀释气流量调大或调小，可以双向调节;否则，如果开启在一个方向的极限位置，则只能单向调节了。
[0107]假设有如下情况，我们随后再进行展开分析。
[0108]假设如下:
[0109]初始时，烟气排放管道内烟气流速为中间值数据，样气管2内的样气流速与烟气流速相同，样气的单位时间流量为A ；稀释气电动调节阀XDT开启在中间部位，此时稀释气单位时间流量为B，A比B等于I比3，即在混合气中，样气占了 25 %，稀释气占了 75 %。如果对混合气浓度检测的结果是I个浓度单位，这是稀释后浓度数据；则换算稀释前的样气真实浓度是:1个浓度单位+ 0.25 = 4个浓度单位，即样气和烟气的真实浓度为4个浓度单位。
[0110]展开分析如下:
[0111]当烟气排放管道内烟气流速变大，即瞬间出现:烟气排放管道内烟气流速大于样气管2内的样气流速;控制电路得知情况后，就命令稀释气电动调节阀XDT开度变小、以减少稀释气单位时间流量；当稀释气单位时间流量减少后，必然引起样气管2内的样气单位时间流量增加、即流速增加，这一平衡过程直至样气管2内的样气流速和烟气排放管道内烟气流速相同。
[0112]情况说明:上面讲到，在本实用新型中，射流器SLQ被动进气端口出来的混合气体流速恒定，即混合气体的单位时间流量不变，所以稀释气减少的流量就是样气增加的流量。
[0113]另一种情况是，当烟气排放管道内烟气流速变小，即瞬间出现:烟气排放管道内烟气流速小于样气管2内的样气流速，控制电路得知情况后，就命令稀释气电动调节阀XDT开度变大、以增加稀释气单位时间流量；当稀释气单位时间流量增大后，必然引起样气管2内的样气单位时间流量减少、即流速降低，如此平衡过程直至样气管2内的样气流速和烟气排放管道内烟气流速相同。
[0114]继续分析如下。
[0115]当烟气排放管道内烟气流速达到高值数据时，样气管2内的样气流速、流量也跟踪达到高值数据，假设:样气单位时间流量由原来的IA上升到1.5A，即在混合气中，样气占了25% Χ1.5 = 37.5%，则稀释气占比由75%下降至62.5%。
[0116]另外，如果对混合气浓度检测结果是X个浓度单位，则换算成样气的真实浓度应该是:Χ个浓度单位+ 0.375 = 2.6666Χ个浓度单位，即样气和烟气的真实浓度为2.6666Χ个浓度单位。
[0117]混合气浓度，它的数值大小受稀释气占比的影响，比如，在混合气体中，样气和稀释气各占50 %，则样气的真实浓度值=混合气浓度值+ 0.5。还有，对于同样浓度的样气，稀释气占比越高、混合气的浓度值越低;反之，稀释气占比越低、混合气的浓度值越高。不过，对于同样浓度的样气，不论混合比例高或低，其换算后的真实浓度是相同的。所以，对于控制电路和检测单元CLDY而言，它们最终显示和记录的检测数据，最好都是换算后的真实浓度数据;至于混合气的浓度值数据是否保存，可以视情况和需要而定。当然，从原理上来讲，控制电路和检测单元CLDY也可以显示和记录换算前的浓度数据，但此为观察和记录存档带来诸多不便，所以发明人建议:显示和记录的检测数据，以换算后的真实浓度数据为好。还有一种方法也很好，最终显示和记录的检测数据，既有换算前的混合气的浓度值数据，也有换算后的真实浓度数据，通过切换，既可以看到换算后的真实浓度数据，也可以切换看到换算前的混合气的浓度值数据。
[0118]12.对气体流速进行检测的部件(机构)而言，其最典型的情况是:将压差传感器中的一对探头，在气体经过的气道(气路、气管)中，一个设置在前、一个设置在后，从两个探头探知的气体压力差值换算出流速值。压差传感器可以购买现成的产品，选择类型、型号、规格合适的即可。
[0119]13.技术方案中，“所述的特定气体流速是指三者:样气流速、稀释气流速、以及混合气流速，所述的进行检测是进行直接检测，或者所述的进行检测是进行直接检测加间接检测”，对此作如下的说明和解释。
[0120]a.样气流速、稀释气流速、以及混合气流速，可以对前述三者的流速全部进行直接检测，其好处是数据记录计算直接、方便和可靠，并且对操作者也直接明了，调试、检修方便;另外，如果某一检测零部件出现问题，如检测数据不正确，自动化控制电路也能通过计算后迅速得知存在问题，从而在显示屏上报警，让操作者立即知道。当然，三者的流速全部进行直接检测需要电路配置更多一些。
[0121]b.样气流速、稀释气流速、以及混合气流速，对于前述的三者流速也可以是直接检测加间接检测，如以下甲、乙、丙三种情况:
[0122]甲情况。样气流速和稀释气流速进行直接检测，而混合气流速可以通过计算得到间接检测结果；甲情况没有对混合气流速进行直接检测。
[0123]乙情况。样气流速和混合气流速进行直接检测，而稀释气流速可以通过计算得到间接检测结果;乙情况没有对稀释气流速进行直接检测。
[0124]丙情况。稀释气流速和混合气流速进行直接检测，而样气流速可以通过计算得到间接检测结果;丙情况没有对样气流速进行直接检测。
[0125]上述b的直接检测加间接检测，上述a的全部进行直接检测，两者的优缺点正好相反，即a的优点就是b的不足，而b的优点正是a的不足。b的优点是电路配置简单，其不足是:有的数据需要计算得出，不方便、可靠性低，对操作者也不够直接明了，调试、检修不方便。
[0126]14.第一流速检测机构15的接线端，第二流速检测机构的接线端，它们与自动化控制电路电连接，如此，则自动化控制电路就获知流速检测机构所检测到的流速情况。
[0127]15.对样气进行稀释，具有减少冷凝水滴或冷凝酸液滴的作用。
[0128]实施例一
[0129]本实施例中的设置情况如图4所示。
[0130]在本实施例中，第二流速检测机构包括三个检测部件，它们分别是:在样气管2处设置的样气流速检测部件18，在混气管道14处设置的混气流速检测部件19，以及在稀释气电动调节阀XDT输出接口和混气机构13之间的气路通道处设置的稀释气流速检测部件16。[0131 ]当各项调试完成后，在日常的工作状态下，射流调节阀STJF的开度不再变动，所以进入射流器SLQ主动进气端口的压缩气体流速、单位时间流量均保持不变;射流器SLQ被动进气端口出来的混合气体流速恒定。
[0132]混合气体由样气和稀释气体混合而成。显然，在混合气体中，如果稀释气体所占比例大，则样气所占的比例就小;反之，若稀释气体所占比例小，则样气所占的比例就大。样气比例的大小，直接关系到样气流速的大小，因此，要使得样气流速变大，则可将稀释气体流速(即占比)向小调节;反过来，要使得样气流速变小，则可将稀释气体流速(即占比)向大调
-K-■P。
[0133]在本实施例中，第一流速检测机构15对烟气排放管道5内烟气流速作检测、并向自动化控制电路报告;第二流速检测机构的样气流速检测部件18对样气管2内的样气流速作检测、并向自动化控制电路报告。
[0134]获知烟气流速和样气流速后，自动化控制电路对烟气流速和样气流速进行比较，并分以下三种情况处理。
[0135]第一种情况，如果样气流速和烟气流速非常很接近，并且在允许的误差范围内，则稀释气电动调节阀XDT保持当前的状态不变。
[0136]第二种情况，如果样气流速大于烟气流速，两者的流速之差超出了允许的误差范围，则自动化控制电路命令稀释气电动调节阀XDT开度变大，稀释气体流速变大，样气流速降低，直至样气流速和烟气流速趋同。
[0137]第三种情况，如果样气流速小于烟气流速，两者的流速之差超出了允许的误差范围，则自动化控制电路命令稀释气电动调节阀XDT开度变小，稀释气体流速变小，样气流速变快，直至样气流速和烟气流速趋同。
[0138]虽然烟气排放管道5内的烟气流速在不断的变化，但是，经过以上三种情况的不同处理，可以使得样气流速和烟气流速保持一致。
[0139]由于自动化控制电路对稀释气流速、样气流速、以及混合气流速都是知晓的，所以对混合气体中的稀释气体的占比、样气气体的占比也都是掌握的。自动化控制电路在得到当前的混合气浓度值数据后，可以很方便的换算出稀释前的样气浓度。重要的是:由于样气流速和烟气流速一致，样气浓度真实地反映了烟气浓度，所以本实用新型系统可以实时、准确地检测出烟气的浓度。
[0140]实施例二
[0141]本实施例中的设置情况如图5所示。
[0142]本实施例中，在样气管2处设置样气流速检测部件18，以及在混气管道14处设置混气流速检测部件19。
[0143]收到样气流速检测部件18和混气流速检测部件19送来的监测数据后，自动化控制电路可以通过计算获得稀释气流速、稀释气流量等数据。
[0144]实施例三
[0145]本实施例中的设置情况如图6所示。
[0146]本实施例中，在样气管2处设置了样气流速检测部件18，以及在稀释气电动调节阀XDT输出接口和混气机构13之间的气路通道处设置了稀释气流速检测部件16。
[0147]收到样气流速检测部件18和稀释气流速检测部件16送来的监测数据后，自动化控制电路可以通过计算获得混合气流速、混合气流量等数据。
[0148]实施例四
[0149 ]本实施例中的设置情况如图7所示。
[0150]本实施例中，在混气管道14处设置混气流速检测部件19，以及在稀释气电动调节阀XDT输出接口和混气机构13之间的气路通道处设置稀释气流速检测部件16。
[0151]收到稀释气流速检测部件16和混气流速检测部件19送来的监测数据后，自动化控制电路可以通过计算获得样气流速、样气流量等数据。
[0152]实施例五
[0153]参见图8。
[0154]本实施例中的实用新型系统包括:样气保温加热部件31。
[0155]自动化控制电路包括电源电路；当样气保温加热部件31与电源电路接通后，获得电能产生热能，使得样气管2内的样气保持原有的较高温度状态而基本不下降。
[0156]样气保温加热部件31可以设计为持续通电，此种情况下，样气保温加热部件31耗用的电能较小，连续通电也不会出现过高的温度;样气保温加热部件31也可以设计为断续通电，当样气保温加热部件31产生的温度到达高值时，自动化控制电路命令切断电源、不再加热；而当样气保温加热部件31的温度下降到某一温度值时，自动化控制电路命令接通电源、重新开始加热。
[0157]样气保温加热部件31加热所接的电源电路，可以使用电网电源，如220V、380V电源;为了安全起见，也可以使用36V、或24V等安全的低压交流电或直流电。
[0158]说明:如果样气温度下降，容易产生冷凝水滴或冷凝酸液滴等不良情况。
[0159]实施例六
[0160]参见图9。
[0161]本实施例中的实用新型系统包括:稀释气加热部件32。稀释气风机XF的出气口与稀释气电动调节阀XDT的输入接口通过稀释加热连接管连通;所述的稀释气加热部件32，其设置在稀释加热连接管处，其接线端与自动化控制电路电连接。
[0162]自动化控制电路包括电源电路；当稀释气加热部件32与电源电路接通后，获得电能产生热能，使得稀释气体温度提高，并与烟气、样气的温度接近，从而避免产生冷凝水滴或冷凝酸液滴等不良情况。
[0163]稀释气加热部件32可以设计为持续通电，此种情况下，稀释气加热部件32耗用的电能较小，连续通电也不会出现过高的温度;稀释气加热部件32也可以设计为断续通电，当稀释气加热部件32产生的温度到达高值时，自动化控制电路命令切断电源、不再加热;而当稀释气加热部件32的温度下降到某一温度值时，自动化控制电路命令接通电源、重新开始加热。
[0164]稀释气加热部件32加热所接的电源电路，可以使用电网电源，如220V、380V电源；为了安全起见，也可以使用36V、或24V等安全的低压交流电或直流电。
[0165]实施例七
[0166]参见图10。
[0167]本实施例中的实用新型系统包括:射流气加热部件33。射流风机SF的出气口与射流调节阀ST JF的输入端口通过射流加热管连通;所述的射流气加热部件33，其设置在射流加热管处，其接线端与自动化控制电路电连接;所述的自动化控制电路包括电源电路。
[0168]自动化控制电路包括电源电路；当射流气加热部件33与电源电路接通后，获得电能产生热能，最后使得进入射流器SLQ主动进气端口的压缩气体的温度提高，并与烟气、样气的温度接近，从而避免产生冷凝水滴或冷凝酸液滴等不良情况。
[0169]射流气加热部件33可以设计为持续通电，此种情况下，射流气加热部件33耗用的电能较小，连续通电也不会出现过高的温度;射流气加热部件33也可以设计为断续通电，当射流气加热部件33产生的温度到达高值时，自动化控制电路命令切断电源、不再加热;而射流气加热部件33的温度下降到某一温度值时，自动化控制电路命令接通电源、重新开始加热。
[0170]射流气加热部件33加热所接的电源电路，可以使用电网电源，如220V、380V电源；为了安全起见，也可以使用36V、或24V等安全的低压交流电或直流电。
[0171]实施例八
[0172]检测系统工作一段时间后，往往会在各处出现和积累若干尘埃，影响系统正常、可靠、正确地工作。常规技术采用的清洁措施是:检测系统停止工作，人工拆卸相关零部件，并手动进行清洁工作，最后再人工重新装配复原，然后继续工作。
[0173]对于上述清洁工作，本实施例实用新型系统采用全自动化的技术，速度快，时间短，不需要工作人员手工劳动，也使系统更加稳定可靠。
[0174]结合图11、图12、图13和图14进行说明。
[0175]本实施例的实用新型系统包括:反吹清洁机构。
[0176]反吹清洁机构包括:电动三通阀STF和反吹电磁阀FCF;电动三通阀STF含有第一接口 S1、第二接口 S2和第三接口 S3;反吹电磁阀FCF含有输入接口和输出接口。混气管道14包括前部管道和后部管道;混气机构13，混气管道的前部管道，电动三通阀STF的第一接口 SI，该三者顺序气路连通；电动三通阀STF的第二接口 S2，混气管道的后部管道，射流器SLQ的被动进气端口，此三者顺序气路连通；电动三通阀STF的第三接口 S3通过气管与射流调节阀STJF的输出端气路连通。反吹电磁阀FCF，其输入接口与稀释气电动调节阀XDT的输入接口气路连通，其输出接口与混气管道的后部管道气路连通。电动三通阀STF的接线端与自动化控制电路电连接;反吹电磁阀FCF的接线端与自动化控制电路电连接。检测单元CLDY的探头设置在混气管道的后部管道处。
[0177]以上所描述的反吹清洁机构的硬件情况，参见图11进行理解。下面，对相关的工作情况和工作原理进行介绍。
[0178]图11表达了系统处于检测工作时、各气流的走向，各小箭头代表所在位置气流的行走方向。在本图11中，第一点需要说明的是，反吹电磁阀FCF关闭切断(即不通)；第二点需要说明的是，电动三通阀STF的第一接口 SI和第二接口 S2直通，第三接口 S3关闭切断(即不通)。第三接口 S3关闭切断的意思是:第三接口 S3既与第一接口 SI阻断、又与第二接口 S2阻断。图12是图11的气路行走情况的等效简略图。另外，比较图12和图4可知，两图中的各气流行走情况雷同，两者的工作情况也雷同。
[0179]图13是表达了系统处于反吹清洁时、相关气流的走向，各小箭头代表所在位置气流的行走方向。图14是图13的气路行走情况的等效简略图。
[0180]当需要清洁时，检测工作暂时停止，系统进入清洁工作状态。
[0181]清洁工作开始之际，控制电路发出指令:反吹电磁阀FCF动作，电动三通阀STF动作。在清洁状态下，电动三通阀STF的第一接口 SI和第二接口 S2之间阻断；而第三接口 S3与第一接口 SI接通，第三接口 S3与第二接口 S2之间阻断。清洁状态下，反吹电磁阀FCF的输入接口与输出接口之间气路接通。清洁状态下，稀释气电动调节阀XDT过来的气体，电动三通阀STF的第一接口 SI过来的气体，该两股气体进入混气桶3后，再经过样气管2，向烟气排放管道5排出，使得尘埃得到清除；如果样气管2的左侧端部还装有过滤头的话，则使过滤头上的尘埃得到了有效清除。清洁状态下，反吹电磁阀FCF输出接口过来的气体，其强劲经过探头所在的部位，使探头上的尘埃得到清除。
[0182]清洁作业完成后，控制电路再发出指令:反吹电磁阀FCF和电动三通阀STF均恢复原状，系统继续进行原来的检测工作。
[0183]检测工作和清洁作业交替循环进行，其中检测工作时间相对很长，而清洁作业时间相对短促。
[0184]实施例九
[0185]本实施例中的实用新型系统包括:稀释气加热部件32和反吹清洁机构。
[0186]结合图15进行说明；本图中的系统处于检测状态，图中的各处小箭头代表所在处的气流走向。
[0187]反吹清洁机构的工作原理已经在实施例八中作了详尽介绍，此处不再作重复赘述。
[0188]稀释气风机XF的出气口与稀释气电动调节阀XDT的输入接口通过稀释加热连接管连通;稀释气加热部件32设置在稀释加热连接管处。
[0189]反吹电磁阀FCF，其输入接口与稀释加热连接管气路连通，其输出接口与混气管道的后部管道气路连通。
[0190]由于设置了稀释气加热部件32，使得稀释气风机XF出来的气体温度被加热而得到提高，因此，不论系统处于检测状态、或者处于反吹清洁状态，均可避免冷凝水滴或冷凝酸液滴等不良情况的出现。
[0191]实施例十
[0192]本实施例中的实用新型系统包括:样气保温加热部件31，稀释气加热部件32，射流气加热部件33，以及反吹清洁机构。
[0193]结合图16进行说明；本图中的系统处于检测状态，图中的各处小箭头代表所在处的气流走向。
[0194]反吹清洁机构的工作原理已经在实施例八中作了详尽介绍，此处不再作重复赘述。
[0195]样气保温加热部件31设置在样气管2处;样气保温加热部件31可以使样气在样气管2内行走的过程中继续维持原来的温度。
[0196]稀释气风机XF的出气口与稀释气电动调节阀XDT的输入接口通过稀释加热连接管连通;稀释气加热部件32设置在稀释加热连接管处。由于设置了稀释气加热部件32，使得稀释气风机XF出来的气体温度被加热而得到提高。
[0197]射流风机SF的出气口与射流调节阀STJF的输入端口通过射流加热连接管连通;射流气加热部件33设置在射流加热连接管处。射流气加热部件33使得射流风机SF出来的压缩气体温度得到提高。
[0198]三处加热部件(指样气保温加热部件31、稀释气加热部件32、以及射流气加热部件33)不仅可以使系统在检测状态时阻止冷凝水滴或冷凝酸液滴等不良情况的出现，并取得良好的技术效果;而且可以使系统在反吹清洁状态时阻止冷凝水滴或冷凝酸液滴等不良情况的出现;更进一步的是，在反吹清洁状态转变为检测工作状态的瞬间，系统的各个部位均保持特定的高温状态，不会出现短暂的低温情况，从而完全杜绝了冷凝水滴或冷凝酸液滴等不良情况的出现。
[0199]上述低温情况的说明。如果反吹清洁时吹扫的气流未经加热，则反吹清洁结束时系统各部位的温度会大幅度降低。
[0200]上述特定的高温，是指烟气排放管道5内烟气的温度，或者与烟气接近的温度。
[0201]对样气进行稀释，具有减少冷凝水滴或冷凝酸液滴的作用，再叠加三处加热的多重作用效果，可以在系统的各处完全避免出现冷凝水滴或冷凝酸液滴。
[0202]当然，脱离本实施例而言，如果样气稀释的同时仅仅设置一处或两处加热，也具有较好的技术效果，但比三处加热的技术效果要差一些。
【主权项】
1.一种新型等速烟气采样检测系统，其特征是:包括:自动化控制电路，样气管(2)，混气机构(I3)，混气管道(I4)，含探头的检测单元(CLDY)，射流器(SLQ)，射流调节阀(STJF)，射流风机(SF)，稀释气风机(XF)，对稀释气流量大小进行实时调节的稀释气电动调节阀(XDT),对烟气排放管道(5)内烟气流速作检测的第一流速检测机构(15)，对特定气体流速进行检测的第二流速检测机构;所述的特定气体流速是指三者:样气流速、稀释气流速、以及混合气流速，所述的进行检测是进行直接检测，或者所述的进行检测是进行直接检测加间接检测;所述的射流器(SLQ)含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口； 样气管(2)的一端深入至烟气排放管道(5)内部，样气管(2)的另一端与混气机构(13)气路连通;混气机构(13)与混气管道(14)的一端气路连通，混气管道(14)的另一端与射流器(SLQ)的被动进气端口气路连通； 所述的稀释气风机(XF)，其进气口与大气连通;稀释气风机(XF)的出气口与稀释气电动调节阀(XDT)的输入接口气路连通;稀释气电动调节阀(XDT)的输出接口与混气机构(13)气路连通;稀释气电动调节阀(XDT)的接线端与自动化控制电路电连接； 所述的射流风机(SF)，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀(STJF)的输入端口气路连通;射流调节阀(STJF)的输出端口与射流器(SLQ)的主动进气端口气路连通； 检测单元(CLDY)的探头设置在混气管道(14)的身部； 第一流速检测机构(15)，其设置在烟气排放管道(5)内，其接线端与自动化控制电路电连接； 第二流速检测机构的接线端与自动化控制电路电连接。2.根据权利要求1所述的一种新型等速烟气采样检测系统，其特征是:所述的第二流速检测机构，其设置如下: 在样气管(2)处设置样气流速检测部件(18)，在混气管道(14)处设置混气流速检测部件(19)，以及在稀释气电动调节阀(XDT)输出接口和混气机构(13)之间的气路通道处设置稀释气流速检测部件(16)。3.根据权利要求1所述的一种新型等速烟气采样检测系统，其特征是:所述的第二流速检测机构，其设置为以下三者中的任意一者: a.在样气管(2)处设置样气流速检测部件(18)，以及在混气管道(14)处设置混气流速检测部件(19); b.在样气管(2)处设置样气流速检测部件(18)，以及在稀释气电动调节阀(XDT)输出接口和混气机构(13)之间的气路通道处设置稀释气流速检测部件(16); c.在混气管道(14)处设置混气流速检测部件(19)，以及在稀释气电动调节阀(XDT)输出接口和混气机构(13)之间的气路通道处设置稀释气流速检测部件(16)。4.根据权利要求1所述的一种新型等速烟气采样检测系统，其特征是:所述的系统包括:样气保温加热部件(31)，其设置在样气管(2)处，其接线端与自动化控制电路电连接;所述的自动化控制电路包括电源电路。5.根据权利要求1所述的一种新型等速烟气采样检测系统，其特征是:所述的系统包括:稀释气加热部件(32); 稀释气风机(XF)的出气口与稀释气电动调节阀(XDT)的输入接口通过稀释加热连接管连通;所述的稀释气加热部件(32)，其设置在稀释加热连接管处，其接线端与自动化控制电路电连接;所述的自动化控制电路包括电源电路。6.根据权利要求1所述的一种新型等速烟气采样检测系统，其特征是:所述的系统包括:射流气加热部件(33)； 射流风机(SF)的出气口与射流调节阀(STJF)的输入端口通过射流加热管连通;所述的射流气加热部件(33)，其设置在射流加热管处，其接线端与自动化控制电路电连接;所述的自动化控制电路包括电源电路。7.根据权利要求1所述的一种新型等速烟气采样检测系统，其特征是:所述的系统包括:反吹清洁机构； 所述的反吹清洁机构包括:电动三通阀(STF)和反吹电磁阀(FCF);电动三通阀(STF)含有第一接口(SI)、第二接口(S2)和第三接口(S3);反吹电磁阀(FCF)含有输入接口和输出接P; 所述的混气管道(14)包括前部管道和后部管道;混气机构(13)，混气管道的前部管道，电动三通阀(STF)的第一接口( SI)，该三者顺序气路连通；电动三通阀(STF)的第二接口(S2)，混气管道的后部管道，射流器(SLQ)的被动进气端口，此三者顺序气路连通；电动三通阀(STF)的第三接口(S3)通过气管与射流调节阀(STJF)的输出端气路连通； 所述的反吹电磁阀(FCF)，其输入接口与稀释气电动调节阀(XDT)的输入接口气路连通，其输出接口与混气管道的后部管道气路连通； 电动三通阀(STF)的接线端与自动化控制电路电连接;反吹电磁阀(FCF)的接线端与自动化控制电路电连接； 检测单元(CLDY)的探头设置在混气管道的后部管道处。8.根据权利要求1所述的一种新型等速烟气采样检测系统，其特征是:所述的系统包括:稀释气加热部件(32)和反吹清洁机构； 稀释气风机(XF)的出气口与稀释气电动调节阀(XDT)的输入接口通过稀释加热连接管连通;所述的稀释气加热部件(32)，其设置在稀释加热连接管处； 所述的反吹清洁机构包括:电动三通阀(STF)和反吹电磁阀(FCF);电动三通阀(STF)含有第一接口(SI)、第二接口(S2)和第三接口(S3);反吹电磁阀(FCF)含有输入接口和输出接P; 所述的混气管道(14)包括前部管道和后部管道;混气机构(13)，混气管道的前部管道，电动三通阀(STF)的第一接口( SI)，该三者顺序气路连通；电动三通阀(STF)的第二接口(S2)，混气管道的后部管道，射流器(SLQ)的被动进气端口，此三者顺序气路连通；电动三通阀(STF)的第三接口(S3)通过气管与射流调节阀(STJF)的输出端气路连通； 所述的反吹电磁阀(FCF)，其输入接口与稀释加热连接管气路连通，其输出接口与混气管道的后部管道气路连通； 稀释气加热部件(3 2)的接线端与自动化控制电路电连接；电动三通阀(S T F)的接线端与自动化控制电路电连接;反吹电磁阀(FCF)的接线端与自动化控制电路电连接;所述的自动化控制电路包括电源电路； 检测单元(CLDY)的探头设置在混气管道的后部管道处。9.根据权利要求1所述的一种新型等速烟气采样检测系统，其特征是:所述的系统包括:样气保温加热部件(31)，稀释气加热部件(32)，射流气加热部件(33)，以及反吹清洁机 构； 所述的样气保温加热部件(31)，其设置在样气管(2)处； 稀释气风机(XF)的出气口与稀释气电动调节阀(XDT)的输入接口通过稀释加热连接管连通;所述的稀释气加热部件(32)，其设置在稀释加热连接管处； 射流风机(SF)的出气口与射流调节阀(STJF)的输入端口通过射流加热连接管连通;所述的射流气加热部件(33)，其设置在射流加热连接管处； 所述的反吹清洁机构包括:电动三通阀(STF)和反吹电磁阀(FCF);电动三通阀(STF)含有第一接口(SI)、第二接口(S2)和第三接口(S3);反吹电磁阀(FCF)含有输入接口和输出接P; 所述的混气管道(14)包括前部管道和后部管道;混气机构(13)，混气管道的前部管道，电动三通阀(STF)的第一接口( SI)，该三者顺序气路连通；电动三通阀(STF)的第二接口(S2)，混气管道的后部管道，射流器(SLQ)的被动进气端口，此三者顺序气路连通；电动三通阀(STF)的第三接口(S3)通过气管与射流加热连接管气路连通； 所述的反吹电磁阀(FCF)，其输入接口与稀释加热连接管气路连通，其输出接口与混气管道的后部管道气路连通； 检测单元(CLDY)的探头设置在混气管道的后部管道处； 样气保温加热部件(31)的接线端与自动化控制电路电连接;稀释气加热部件(32)的接线端与自动化控制电路电连接;射流气加热部件(33)的接线端与自动化控制电路电连接；电动三通阀(STF)的接线端与自动化控制电路电连接;反吹电磁阀(FCF)的接线端与自动化控制电路电连接;所述的自动化控制电路包括电源电路。
【文档编号】G01N1/24GK205506489SQ201620248512
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】徐颖
【申请人】上海北分仪器技术开发有限责任公司