本發(fā)明例涉及檢測(cè)儀器領(lǐng)域，具體涉及一種紅外測(cè)硫儀自適應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

外測(cè)硫儀是應(yīng)用紅外光譜法，對(duì)煤、焦炭或其他化學(xué)物質(zhì)的全硫含量進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)定的一種產(chǎn)品。廣泛地應(yīng)用于電廠、煤礦、商檢等機(jī)構(gòu)。煤中全硫含量通常較低，但不同的機(jī)構(gòu)為了適應(yīng)不同物質(zhì)的硫含量測(cè)試需求，對(duì)紅外測(cè)硫儀的測(cè)試范圍提出了更高的要求，有的甚至高達(dá)30％以上。

現(xiàn)有技術(shù)中，由于受限于紅外池的線性范圍，儀器基本只能保證低硫樣品的準(zhǔn)確性，而高硫樣品測(cè)試受非線性影響，結(jié)果就會(huì)很差。這樣就無(wú)法滿足客戶的測(cè)試需求。所以出現(xiàn)了部分型號(hào)儀器，以人工判斷為前提，對(duì)不同樣品采用不同的氣路和測(cè)試方法來(lái)提高測(cè)試準(zhǔn)確度，因無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和參考，這就對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的技術(shù)素養(yǎng)和工作經(jīng)驗(yàn)提出了很高的要求，不同水平的化驗(yàn)員的不同判斷會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)方法或結(jié)果不一致的現(xiàn)象。

對(duì)于單一氣路、單一紅外池、單一測(cè)試方法的測(cè)硫儀，其測(cè)試范圍不夠，高硫測(cè)試準(zhǔn)確度較差。而對(duì)于單一氣路、雙紅外池、人工配置測(cè)試方法的測(cè)硫儀，其對(duì)測(cè)試人員經(jīng)驗(yàn)要求較高，標(biāo)準(zhǔn)不一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)硫儀的測(cè)試范圍不夠或者測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不一的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種紅外測(cè)硫儀自適應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)。

(二)技術(shù)方案

本實(shí)用新型公開(kāi)一種紅外測(cè)硫儀自適應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)，包括進(jìn)氣接口、紅外池通道、排氣接口和控制模塊，所述進(jìn)氣接口通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的低硫直通通道與高硫緩沖通道與紅外池通道進(jìn)氣口連接，所述紅外池通道的出氣口與所述排氣接口連接，所述低硫直通通道設(shè)有第一控制閥，所述高硫緩沖通道設(shè)有第二控制閥和高硫緩沖裝置，所述紅外池通道設(shè)有高硫紅外池和低硫紅外池，所述控制模塊的輸入端分別與所述高硫紅外池和所述低硫紅外池連接，其輸出端分別與所述第一控制閥和所述第二控制閥連接。

其中，所述高硫緩沖裝置包括殼體和大容量腔室，所述高硫緩沖裝置用于存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)前吹掃輸入的氧氣，用于與待檢測(cè)氣體混合。

其中，所述控制模塊包括上位機(jī)和下位機(jī)。

其中，所述上位機(jī)為工控機(jī)或工作站，所述下位機(jī)為PLC、單片機(jī)或ARM系統(tǒng)。

其中，所述第一控制閥和所述第二控制閥為蝶閥、閘閥、球閥、安全閥、蒸汽疏水閥或截止閥。

其中，所述高硫紅外池氣室長(zhǎng)度小于低硫紅外池氣室長(zhǎng)度。

(三)有益效果

本實(shí)用新型公開(kāi)一種紅外測(cè)硫儀自適應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)，本系統(tǒng)自適應(yīng)性強(qiáng)、在擴(kuò)展了測(cè)量范圍的同時(shí)，又保證了其測(cè)試準(zhǔn)確性。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程都是由控制模塊自動(dòng)采集過(guò)程數(shù)據(jù)并自適應(yīng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)氣路，消除了人為因素的干擾，避免了因化驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)不同而產(chǎn)生的不一致現(xiàn)象。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型示意圖；

圖2為本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1：第一控制閥；2：第二控制閥；3：直通氣管；4：高硫緩沖裝置；5：高硫紅外池；6：低硫紅外池；7：進(jìn)氣接口；8：排氣接口；9：低硫直通通道；10：高硫緩沖通道；11：紅外池通道。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種紅外測(cè)硫儀自適應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)，包括進(jìn)氣接口7、紅外池通道11、排氣接口8和控制模塊，所述進(jìn)氣接口7分別通過(guò)并聯(lián)設(shè)置的低硫直通通道9與高硫緩沖通道10與紅外池通道11進(jìn)氣口連接，所述紅外池通道11的出氣口與所述排氣接口8連接，所述低硫直通通道9設(shè)有第一控制閥1，所述高硫緩沖通道10設(shè)有第二控制閥2和高硫緩沖裝置4，所述紅外池通道11設(shè)有串聯(lián)的高硫紅外池5和低硫紅外池6，所述控制模塊的輸入端分別與所述高硫紅外池5和所述低硫紅外池6連接，其輸出端分別與所述第一控制閥1和第二控制閥2連接。其中高硫紅外池5和低硫紅外池6的排布順序不做要求，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本實(shí)施例先連接高硫紅外池5，再串聯(lián)低硫紅外池6。在本領(lǐng)域技術(shù)人員可以領(lǐng)悟的范圍內(nèi)，本實(shí)施例中各個(gè)通道的主體為通氣導(dǎo)管，并選擇較優(yōu)材質(zhì)制成。

根據(jù)朗伯——比爾定律，I＝I₀e^-KLC，

式中：I₀——吸收前紅外光的光強(qiáng)度；

I——吸收后紅外光的光強(qiáng)度；

K——與紅外光譜和氣體性質(zhì)有關(guān)的比例常數(shù)；

L——紅外池氣室的長(zhǎng)度；

C——?dú)怏w的濃度。

該定律表明：在氣體濃度較低時(shí)，吸光度與氣體的濃度成線性關(guān)系。但是對(duì)高硫煤和高硫礦粉或者其它高硫含量的物質(zhì)在燃燒整個(gè)過(guò)程中前期釋放二氧化硫的速率很快，瞬時(shí)濃度很高，后期釋放很慢，瞬時(shí)濃度很低。瞬時(shí)濃度很高時(shí)，吸光度與氣體的濃度不再成線性關(guān)系。解決的方法是減短紅外池氣室的長(zhǎng)度，氣室減短，線性范圍會(huì)增大，就解決了瞬時(shí)濃度高的時(shí)段，但是濃度較低的時(shí)段因?yàn)闅馐覝p短長(zhǎng)度減少，輸出信號(hào)也較小。

本實(shí)施例中，控制模塊控制第一控制閥1開(kāi)啟，氣體從低硫直通通道9進(jìn)入紅外池通道11?？刂颇K接收高硫紅外池5和低硫紅外池6的實(shí)時(shí)峰硫值數(shù)據(jù)，當(dāng)監(jiān)控到的實(shí)時(shí)硫峰值低于其設(shè)定的閾值時(shí)保持第一控制閥1開(kāi)啟，同時(shí)第二控制閥2關(guān)閉，因?yàn)榇藭r(shí)的采集的電壓在紅外池的線性區(qū)域內(nèi)，所以測(cè)試準(zhǔn)確性好，測(cè)試結(jié)果以低硫紅外池6采集結(jié)果為主，高硫紅外池5輔以參考給出。當(dāng)實(shí)時(shí)硫峰值一旦高于閾值時(shí)，控制模塊打開(kāi)第二控制閥2而關(guān)閉第一控制閥1，讓氣體經(jīng)過(guò)一個(gè)高硫緩沖裝置4，與高硫緩沖裝置4中的氧氣充分混合，降低燃燒氣體中二氧化硫的濃度，再進(jìn)入紅外池通道11。同時(shí)，控制模塊中的下位機(jī)將自動(dòng)調(diào)整校準(zhǔn)系數(shù)。測(cè)試結(jié)果以高硫紅外池5采集結(jié)果為主，低硫紅外池6輔以參考，結(jié)合校準(zhǔn)系數(shù)，優(yōu)化算法給出。實(shí)現(xiàn)兩池組合，即高硫紅外池5和低硫紅外池6串聯(lián)組合，擴(kuò)大硫的測(cè)定范圍，提高了紅外檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度。與現(xiàn)有技術(shù)中的單一氣路相比，本實(shí)用新型使用雙氣路，并利用控制模塊進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)土驓怏w進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，進(jìn)入低硫直通通道，從而減少氧氣用量和實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

本實(shí)施例采用的高硫緩沖裝置4包括殼體和大容量腔室，所述高硫緩沖裝置4用于存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)前吹掃輸入的氧氣，用于與待檢測(cè)氣體混合。另外所有可以降低測(cè)試氣體中含硫量的裝置都為本實(shí)施例的高硫緩沖裝置4。

本實(shí)施例的控制模塊包括上位機(jī)和下位機(jī)。所述上位機(jī)為工控機(jī)或工作站，所述下位機(jī)為PLC、單片機(jī)或ARM系統(tǒng)。利用PLC、單片機(jī)或ARM系統(tǒng)以及其他編程軟件優(yōu)化算法并計(jì)算結(jié)果。

本實(shí)施例中的第一控制閥1和第二控制閥2為蝶閥、閘閥、球閥、安全閥、蒸汽疏水閥或截止閥。

本實(shí)用新型提供一種紅外測(cè)硫儀自適應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)，本系統(tǒng)自適應(yīng)性強(qiáng)、在擴(kuò)展了測(cè)量范圍的同時(shí)，又保證了其測(cè)試準(zhǔn)確性。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程都是由控制模塊自動(dòng)采集過(guò)程數(shù)據(jù)并自適應(yīng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)氣路，消除了人為因素的干擾，避免了因化驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)不同而產(chǎn)生的不一致現(xiàn)象。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。