專利名稱：不需更換孔板的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種煙塵采樣測量儀表，尤其涉及一種不需更換孔板的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀。
現(xiàn)有的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀為本發(fā)明人專利技術(shù)(專利號ZL 95229007.3)，在該現(xiàn)有技術(shù)中(參見圖1)采用S型皮托管2′、差壓傳感器9′及電壓放大器13′和模數(shù)轉(zhuǎn)換器17′計算機18′測其煙塵動壓，由溫度傳感器1′、電壓放大器12′和模數(shù)轉(zhuǎn)換器17′、計算機18′測出煙塵溫度，并由平行設(shè)置于S型皮托管附近的帶有孔板、孔板導(dǎo)壓管和采樣管頭的組合式采樣管3′和除二氧化硫裝置4′、除濕裝置5′、控制流量的電磁閥7′、抽氣泵21′及連接軟管22′組成的氣路通道裝置，和設(shè)于氣路通道中的、測氣路負壓用的差壓式傳感器11′，和流量計8′的測量裝置，以及由比較放大器16′所輸出的差值(即S型皮托管動壓值與孔板差壓值之差值)和電磁閥7′組成的控制裝置所組成。其中差壓傳感器10′、11′可由其電壓放大器14′、15′放大后輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換器17′，計算機18′，并由顯示器19′、打印機20′顯示和打印。
這種煙塵采樣儀采樣時，由S型皮托管測出煙道氣動壓變化時，受比較放大器16′差值電壓控制的電磁閥能自動調(diào)節(jié)其張開度來改變抽氣流量，使氣路通道裝置中孔板壓差與煙道氣動壓(S型皮托管測出)相等，而實現(xiàn)等速跟蹤煙道內(nèi)氣體流速變化，這種等速跟蹤動壓平衡法因采用模擬量的閉環(huán)控制，因此跟蹤精度高，時間響應(yīng)快。
另外，為了簡化設(shè)備將控制流量的電磁閥和抽氣泵兩者合一，而采用交流調(diào)速泵，即將圖1中的比較放大器的電壓差值信號經(jīng)校正放大器、功率放大器放大后，直接輸給交流變速泵。
目前采用上述采樣儀在測量時為了擴大跟蹤煙氣流速的范圍，通常采用更換采樣管頭(采樣嘴)并同時更換與其相應(yīng)的孔板來進行的，但是由于孔板設(shè)置于組合式采樣管的中間，為了防止漏氣，它的兩根引出差壓的不銹鋼導(dǎo)壓管通常焊接于采樣管上，所以目前國內(nèi)外都采用更換整支采樣管的辦法來使用。這樣不僅增加了成本，而且攜帶、操作極為不便；若只換孔板和采樣嘴，仍要保持不漏氣，則采樣管的結(jié)構(gòu)必須極為復(fù)雜，這樣不僅成本高，而且制作不便。
本實用新型的目的在于提供一種只需更換采樣嘴不須更換孔板的、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低、操作極為方便的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種不需更換孔板的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀包括有S型皮托管，溫度傳感器，由帶有孔板、采樣嘴的組合采樣管和除二氧化硫裝置、除濕裝置、交流調(diào)速泵、體積流量計組成的氣路通道裝置，孔板的差壓傳感器和機箱，以及安裝在機箱的由比較放大器，校正放大器、功率放大器、模擬開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機、健盤、微型打印機、LCD顯示器、和皮托管、孔板、氣路負壓的三個差壓傳感器和一個溫度傳感器及其各自的電壓放大器所組成的測量與控制裝置，其中三個差壓傳感器的電壓放大器的輸出和二個溫度傳感器的電壓放大器的輸出均經(jīng)模擬開關(guān)后直接輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與單片機的輸入端相連接，單片機的另二輸入端一與體積流量計輸出端相聯(lián)接，另一與鍵盤相聯(lián)接，單片機的二輸出端分別與微型打印機、LCD顯示器的輸入端相連接，而比較放大器的輸出與校正放大器的輸入端相聯(lián)接，校正放大器的輸出端與功率放大器的輸入端相聯(lián)接，功率放大器的輸出端與交流調(diào)速泵的輸入端相聯(lián)接，其特征在于在皮托管差壓傳感器的電壓放大器的輸出端、孔板差壓傳感器的電壓放大器的輸出端和比較放大器的輸入端之間設(shè)置一調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置為由一個二刀三擲開關(guān)和二個可調(diào)電阻R1、R2所組成，其中，皮托管差壓傳感器的電壓放大器的輸出端與可調(diào)電阻R1的一端相連接，并與二刀三擲開關(guān)的兩接點(C)、(D)相連接，孔板差壓傳感器的電壓放大器的輸出端與可調(diào)電阻R2的一端相連接，并與二刀三擲開關(guān)的兩接點(A)、(B)相連接，可調(diào)電阻R1、R2的另一端與地線相連接，可調(diào)電阻R1、R2的中間抽頭分別與二刀三擲開關(guān)的接點(E)、(F)相連接，二刀三擲開關(guān)的二刀的接點為(G)、(H)分別與比較放大器的二輸入端相連接，且接點(A)、(B)、(F)和接點(E)、(D)、(C)相對應(yīng)地各自與二刀的接點(G)、(H)相聯(lián)接。
上述的S型皮托管和孔板上連接的差壓式傳感器的測壓范圍為0～2000Pa。
上述交流調(diào)速泵的流量控制范圍為15-50L/分。
上述模擬煙塵氣路通道應(yīng)保證嚴密不漏氣，其真空度應(yīng)不低于6.7Kpa。
上述的不需更換孔板的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀，其工作原理是模擬煙塵氣道中采樣管所通過的煙塵流速V2應(yīng)與煙道中煙塵流速V1相等；而在同一模擬煙塵氣道中不同截面上同時刻的流量必然相等。根據(jù)這二點基理和實際試驗和測量，得知以皮托管測出的動壓P1與摸擬氣道中孔板的壓差P2之間有下列的關(guān)系P1=K0P2其中K0為一系數(shù)。通常我們在采樣嘴為8mm、孔板為8mm時，其K0值可選為1；當采樣嘴為12mm，孔板不更換其直徑仍為8mm時，其K0值＞1，當采樣嘴為6mm，孔板不更換，其直徑仍為8mm時，其K0＜1。
本實用新型采用一個二投三擲開關(guān)K(波段開關(guān))和二個可調(diào)電阻R1、R2組成的結(jié)構(gòu)簡單的調(diào)整裝置，采用技術(shù)特征中所述的聯(lián)接(參見圖2)，使用時只需將波段開關(guān)撥到與采樣嘴直徑大小相對應(yīng)位置，輸入采樣嘴的直徑，就可實現(xiàn)不需更換孔板的擴大煙氣流速范圍的自動跟蹤動壓平衡型的煙塵采樣和測量。而且經(jīng)許多次測試驗證其測量誤差均在所要求的精度范圍內(nèi)，其中流量指示精度±2.5％，跟蹤精度Ef≤±5％，跟蹤響應(yīng)時間小于1秒，吸收誤差Ck≤±10％。尤其是吸收誤差采樣嘴為12mm、6mm時其測量數(shù)據(jù)與采樣嘴為8mm時的測量數(shù)據(jù)幾乎沒有差別，其采樣流量范圍在15L-50L/分時精度為±2.5％，從而較理想的達到了與換孔板相同的效果。
由上述可見，本實用新型在采用了一個極為簡單的由波段開關(guān)與二個可調(diào)電阻所組成的調(diào)整裝置，就可實現(xiàn)不需更換孔板擴大煙氣流速范圍的煙塵自動跟蹤采樣和測試，這不僅使本實用新型具有測量精度高、跟蹤響應(yīng)快、自動化程度高等優(yōu)點而且結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，成本大大降低，使工作人員攜帶、使用極為方便，從而使本實用新型具有極好的經(jīng)濟和實用價值。
圖1為已有的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖圖2中的標注為1、鍵盤；2、顯示器；3、打印機；4、單片機；5、采樣嘴；6、孔板；7、壓差傳感器；8、皮托管；9、溫度傳感器；10、壓差傳感器；11、放大器；12、放大器；13、放大器；14、模擬開關(guān)；15、模數(shù)轉(zhuǎn)換器；16、比較放大器；17、校正放大器；18、功率放大器；19、放大器；20、放大器；21、壓差傳感器；22、溫度傳感器；23、渦街流量計；24、交流調(diào)速泵；25、作吸濕裝置用的干燥瓶；26、緩沖瓶；27、吸收瓶，作除二氧化硫裝置用；28、二刀三擲開關(guān)；29、連接軟管；
權(quán)利要求1.一種不需更換孔板的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀包括有S型皮托管，溫度傳感器，由帶有孔板、采樣嘴的組合采樣管和除二氧化硫裝置、除濕裝置、交流調(diào)速泵、體積流量計組成的氣路通道裝置，孔板、S型皮托管、測氣路通道中負壓的差壓傳感器和機箱，以及安裝在機箱的由比較放大器，校正放大器、功率放大器、模擬開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機、健盤、微型打印機、LCD顯示器、和皮托管、孔板、氣路負壓的三個差壓傳感器、一個溫度傳感器各自的電壓放大器所組成的測量與控制裝置，其中三個差壓傳感器的電壓放大器的輸出和二個溫度傳感器的電壓放大器的輸出均經(jīng)模擬開關(guān)后直接輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與單片機的輸入端相連接，單片機的另二輸入端一與體積流量計輸出端相聯(lián)接，另一與鍵盤相聯(lián)接，單片機的二輸出端分別與微型打印機、LCD顯示器的輸入端相連接，而比較放大器的輸出與校正放大器的輸入端相聯(lián)接，校正放大器的輸出端與功率放大器的輸入端相聯(lián)接，功率放大器的輸出端與交流調(diào)速泵的輸入端相聯(lián)接，其特征在于在皮托管差壓傳感器的電壓放大器的輸出端、孔板差壓傳感器的電壓放大器的輸出端和比較放大器的輸入端之間設(shè)置一調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置為由一個二刀三擲開關(guān)和二個可調(diào)電阻R1、R2所組成，其中，皮托管差壓傳感器的電壓放大器的輸出端與可調(diào)電阻R1的一端相連接，并與二刀三擲開關(guān)的兩接點(C)、(D)相連接，孔板差壓傳感器的電壓放大器的輸出端與可調(diào)電阻R2的一端相連接，并與二刀三擲開關(guān)的兩接點(A)、(B)相連接，可調(diào)電阻R1、R2的另一端與地線相連接，可調(diào)電阻R1、R2的中間抽頭分別與二刀三擲開關(guān)的接點(E)、(F)相連接，二刀三擲開關(guān)的二刀的接點為(G)、(H)分別與比較放大器的二輸入端相連接，且接點(A)、(B)、(F)和接點(E)、(D)、(C)相對應(yīng)地各自與二刀的接點(H)、(G)相聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的不需更換孔板的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀，其特征在于上述S型皮托管和孔板上連接的兩個差壓傳感器的測壓范圍為0-2000Pa。
3.如權(quán)利要求1所述的不需更換孔板的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀，其特征在于交流調(diào)速泵的流量控制范圍在15-50L/分。
4.如權(quán)利要求1所述的不需更換孔板的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀，其特征在于氣路通道的真空度應(yīng)不低于6.7kpa。
5.按權(quán)利要求1所述的不需更換孔板的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀，其特征在于氣路通道裝置中的體積流量計為渦街流量計。
專利摘要一種不需更換孔板的自動跟蹤動壓平衡型煙塵采樣儀包括有S型皮托管、差壓傳感器、溫度傳感器、采樣管、除二氧化硫裝置、除濕裝置、交流調(diào)速泵和機箱,以及安裝在機箱的放大器、模擬開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機等、測量裝置和由皮托管動壓與孔板差壓值之差經(jīng)放大后直接控制的交流調(diào)速泵,其特征為在皮托管、孔板差壓傳感器的放大器的輸出端和比較放大器的輸入端之間設(shè)置由二刀三擲開關(guān)和二個可調(diào)電阻組成的調(diào)整裝置。本采樣儀不需更換孔板,操作極為方便。
文檔編號G01N1/22GK2319804SQ9820077
公開日1999年5月19日 申請日期1998年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月25日
發(fā)明者蔣德珍, 易江, 劉硯華 申請人:中國環(huán)境監(jiān)測總站