高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀，包括除霧干燥器、流量計(jì)、自力式流量調(diào)節(jié)閥、信號處理器、數(shù)據(jù)處理器、流量顯示儀、濃度顯示儀、質(zhì)量顯示儀和熱導(dǎo)池；除霧干燥器出口依次連接流量計(jì)、自力式流量調(diào)節(jié)閥和熱導(dǎo)池；熱導(dǎo)池內(nèi)設(shè)置有測溫元件、加熱線圈和惠斯頓電橋；測溫元件和加熱線圈均與信號處理器電連接，信號處理器的輸入端與惠斯頓電橋的輸出端相連，信號處理器的輸出端與濃度顯示儀相連，流量顯示儀與流量計(jì)相連，流量顯示儀和濃度顯示儀均與數(shù)據(jù)處理器的輸入端相連，質(zhì)量顯示儀與數(shù)據(jù)處理器的輸出端相連。采用本實(shí)用新型的高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀既能監(jiān)測二氧化硫的流量和濃度，又能監(jiān)測二氧化硫的質(zhì)量。
【專利說明】高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及在線監(jiān)測儀，尤其涉及一種高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 在制備硫酸的工藝中，常用硫磺、硫鐵礦和硫精砂為原料，經(jīng)過沸騰爐焙燒，得到 高濃度的二氧化硫；也可以用磷石膏為原料，以焦炭或硫磺為還原劑，通過高溫分解，得到 高濃度的二氧化硫；或以冶煉煙氣的S0 2為原料，再通過轉(zhuǎn)化和吸收工段得到工業(yè)硫酸。而 在進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段之前，需監(jiān)測S02濃度以計(jì)算配入空氣風(fēng)量來滿足轉(zhuǎn)化的需求，同時(shí)硫酸廠 經(jīng)長期運(yùn)行，可能存在腐蝕等安全隱患，需要對轉(zhuǎn)化器、各換熱器和管道氣相的二氧化硫濃 度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測分析，通過相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)來分析判斷設(shè)備的完好狀態(tài)。
[0003] 目前市場上的二氧化硫檢測設(shè)備主要是用于檢測煙氣中低濃度二氧化硫的濃度， 判定煙氣是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保設(shè)備，而用于檢測高濃度的二氧化硫氣體的檢測設(shè)備卻 較為少見，且常見的二氧化硫檢測設(shè)備不能檢測二氧化硫的質(zhì)量，這里的"質(zhì)量"是指物體 所含物質(zhì)的多少。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀，既 能監(jiān)測二氧化硫的流量和濃度，又能監(jiān)測二氧化硫的質(zhì)量。
[0005] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀，包括除霧 干燥器、流量計(jì)、自力式流量調(diào)節(jié)閥、信號處理器、數(shù)據(jù)處理器、流量顯示儀、濃度顯示儀、質(zhì) 量顯示儀和熱導(dǎo)池；所述除霧干燥器出口依次連接流量計(jì)、自力式流量調(diào)節(jié)閥和熱導(dǎo)池； 所述熱導(dǎo)池內(nèi)設(shè)置有測溫元件、加熱線圈和惠斯頓電橋；所述測溫元件和加熱線圈均與信 號處理器電連接，所述信號處理器的輸入端與所述惠斯頓電橋的輸出端相連，所述信號處 理器的輸出端與所述濃度顯示儀相連，所述流量顯示儀與所述流量計(jì)相連，所述流量顯示 儀和所述濃度顯示儀均與數(shù)據(jù)處理器的輸入端相連，所述質(zhì)量顯示儀與所述數(shù)據(jù)處理器的 輸出端相連。
[0006] 進(jìn)一步的，所述惠斯頓電橋包括第一固定電阻、第二固定電阻、工作臂、參與臂和 直流電壓源；所述第一固定電阻、第二固定電阻、工作臂和參與臂的首尾相連，所述直流電 壓源的第一極連接在第一固定電阻與工作臂之間，所述直流電壓源的第二極連接在第二固 定電阻與參與臂之間，所述惠斯頓電橋輸出端的第一極連接在第一固定電阻與第二固定電 阻之間，所述惠斯頓電橋輸出端的第二極連接在工作臂與參與臂之間；所述第一固定電阻 與所述第二固定電阻的阻值相等，所述工作臂與所述參與臂中的電阻是阻值相等的熱電 阻，所述參與臂中填充標(biāo)準(zhǔn)氣體，被測氣體流過所述工作臂。
[0007] 進(jìn)一步的，所述熱電阻為鉬電阻。
[0008] 進(jìn)一步的，所述除霧干燥器包括酸霧分離室和干燥室，在所述酸霧分離室內(nèi)固定 玻璃纖維布，在所述干燥室內(nèi)填充無粉化的塊狀硫酸鈣。
[0009] 本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀既能監(jiān) 測二氧化硫的流量和濃度，又能監(jiān)測二氧化硫的質(zhì)量。具有直流信號輸出、實(shí)時(shí)曲線、歷史 曲線記錄及自動保護(hù)功能，無需外接無紙記錄儀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖中標(biāo)示：1-除霧干燥器，2-流量計(jì)，3-自力式流量調(diào)節(jié)閥，4-測溫元件，5-加 熱線圈，6-惠斯頓電橋，7-信號處理器，8-數(shù)據(jù)處理器，9-流量顯示儀，10-濃度顯示儀， 11-質(zhì)量顯示儀，12-熱導(dǎo)池，131-第一固定電阻，132-第二固定電阻，14-工作臂，15-參與 臂。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0013] 如圖1所示，本實(shí)用新型的高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀，包括除霧干燥器1、 流量計(jì)2、自力式流量調(diào)節(jié)閥3、信號處理器7、數(shù)據(jù)處理器8、流量顯示儀9、濃度顯示儀10、 質(zhì)量顯示儀11和熱導(dǎo)池12 ;所述除霧干燥器1出口依次連接流量計(jì)2、自力式流量調(diào)節(jié)閥 3和熱導(dǎo)池12 ;所述熱導(dǎo)池12內(nèi)設(shè)置有測溫元件4、加熱線圈5和惠斯頓電橋6 ;所述測溫 元件4和加熱線圈5均與信號處理器7電連接，所述信號處理器7的輸入端與所述惠斯頓 電橋6的輸出端相連，所述信號處理器7的輸出端與所述濃度顯示儀10相連，所述流量顯 示儀9與所述流量計(jì)2相連，所述流量顯示儀9和所述濃度顯示儀10均與數(shù)據(jù)處理器8的 輸入端相連，所述質(zhì)量顯示儀11與所述數(shù)據(jù)處理器8的輸出端相連。被測氣體依次通過除 霧干燥器1、流量計(jì)2、自力式流量調(diào)節(jié)閥3后進(jìn)入熱導(dǎo)池12,所述除霧干燥器1將被測氣體 除去酸霧，并進(jìn)行干燥；被測氣體通過流量計(jì)2,所述流量顯示儀9將通過流量計(jì)2的二氧 化硫流量顯示出來；所述自力式流量調(diào)節(jié)閥3控制一定流量的被測氣體流入熱導(dǎo)池12內(nèi)； 所述信號處理器7將熱導(dǎo)池12的溫度控制在恒溫狀態(tài)，優(yōu)選溫度為60°C，允許有土 1°C的 誤差，通過測溫元件4檢測熱導(dǎo)池12內(nèi)的溫度，測溫元件4檢測到溫度后將溫度值傳遞給 信號處理器7,信號處理器7將檢測到的溫度與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，當(dāng)檢測到的溫度低于設(shè) 定溫度時(shí)，信號處理器7則控制加熱線圈5加熱使溫度上升到設(shè)定溫度，當(dāng)檢測到的溫度在 設(shè)定的溫度范圍內(nèi)時(shí)，信號處理器7則控制加熱線圈5停止加熱；所述熱導(dǎo)池12內(nèi)的惠斯 頓電橋6將二氧化硫的濃度轉(zhuǎn)化為電信號，并傳遞給信號處理器7,所述信號處理器7將電 信號進(jìn)行處理放大，提供4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出并驅(qū)動濃度顯示儀10顯示二氧化硫的 濃度；所述數(shù)據(jù)處理器8將從所述流量顯示儀9和所述濃度顯示儀10采集來的流量數(shù)據(jù)和 濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到二氧化硫的質(zhì)量，并驅(qū)動所述質(zhì)量顯示儀11顯示二氧化硫的質(zhì)量。
[0014] 作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述惠斯頓電橋6包括第一固定電阻131、第二固定電阻 132、工作臂14、參與臂15和直流電壓源；所述第一固定電阻131、第二固定電阻132、工作 臂14和參與臂15的首尾相連，所述直流電壓源的第一極連接在第一固定電阻131與工作 臂14之間，所述直流電壓源的第二極連接在第二固定電阻132與參與臂15之間，所述惠斯 頓電橋輸出端的第一極連接在第一固定電阻131與第二固定電阻132之間，所述惠斯頓電 橋輸出端的第二極連接在工作臂14與參與臂15之間；所述第一固定電阻131與所述第二 固定電阻132的阻值相等，所述工作臂14與所述參與臂15中的電阻是阻值相等的熱電阻， 所述參與臂15中填充標(biāo)準(zhǔn)氣體，被測氣體流過所述工作臂14。熱導(dǎo)池的工作是基于不同組 分與載氣之間有不同的熱導(dǎo)系數(shù)，熱導(dǎo)池工作時(shí)，保持熱導(dǎo)池池體恒溫，由于標(biāo)準(zhǔn)氣體與 被測氣體的熱傳導(dǎo)率不同，從而熱電阻的溫度發(fā)生變化，并導(dǎo)致電阻發(fā)生變化，即被測氣體 所在工作臂14的熱電阻阻值與標(biāo)準(zhǔn)氣體所在參與臂15的熱電阻阻值不相等，從而導(dǎo)致電 橋不平衡，輸出電壓信號，信號處理器7通過電壓信號的大小就可以測算出被測氣體的濃 度。其中直流電壓源的第一極可以為正極時(shí)，直流電壓源的第二極為負(fù)極；直流電壓源的第 一極可以為負(fù)極時(shí)，直流電壓源的第二極為正極。
[0015] 熱電阻常用的感溫材料種類較多，例如：鉬、銅、鎳、鐵等，本實(shí)用新型中，正溫度系 數(shù)的熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻均可采用。由于鉬電阻測量精度高，性能穩(wěn)定，且隨 著溫度的上升鉬電阻阻值成勻速增長，因此，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述熱電阻為鉬電阻。
[0016] 為了使被檢測氣體是干凈干燥的，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述除霧干燥器1包括 酸霧分離室和干燥室，在所述酸霧分離室內(nèi)固定玻璃纖維布，在所述干燥室內(nèi)填充無粉化 的塊狀硫酸鈣。玻璃纖維布起著過濾的作用，濾出被檢測其它中的粉塵等顆粒物，由于玻璃 纖維布與其它的纖維布相比，具有耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好、機(jī)械強(qiáng)度高、非粘著性等特點(diǎn)，因 此優(yōu)選使用玻璃纖維布；無粉化的塊狀硫酸鈣起干燥的作用，在干燥室內(nèi)可以填充任何干 燥劑，但由于無粉化的塊狀硫酸鈣不會產(chǎn)生粉塵，因此優(yōu)選使用無粉化的塊狀硫酸鈣。
【權(quán)利要求】
1. 高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀，其特征在于：包括除霧干燥器（1)、流量計(jì)（2)、自 力式流量調(diào)節(jié)閥（3)、信號處理器（7)、數(shù)據(jù)處理器（8)、流量顯示儀（9)、濃度顯示儀（10)、 質(zhì)量顯示儀（11)和熱導(dǎo)池（12);所述除霧干燥器（1)出口依次連接流量計(jì)（2)、自力式流 量調(diào)節(jié)閥（3)和熱導(dǎo)池（12);所述熱導(dǎo)池（12)內(nèi)設(shè)置有測溫元件（4)、加熱線圈（5)和惠 斯頓電橋（6);所述測溫元件（4)和加熱線圈（5)均與信號處理器（7)電連接，所述信號處 理器（7)的輸入端與所述惠斯頓電橋（6)的輸出端相連，所述信號處理器（7)的輸出端與 所述濃度顯示儀（10)相連，所述流量顯示儀（9)與所述流量計(jì)（2)相連，所述流量顯示儀 (9)和所述濃度顯示儀（10)均與數(shù)據(jù)處理器⑶的輸入端相連，所述質(zhì)量顯示儀（11)與所 述數(shù)據(jù)處理器（8)的輸出端相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀，其特征在于：所述惠斯頓電 橋（6)包括第一固定電阻（131)、第二固定電阻（132)、工作臂（14)、參與臂（15)和直流電 壓源；所述第一固定電阻（131)、第二固定電阻（132)、工作臂（14)和參與臂（15)的首尾相 連，所述直流電壓源的第一極連接在第一固定電阻（131)與工作臂（14)之間，所述直流電 壓源的第二極連接在第二固定電阻（132)與參與臂（15)之間，所述惠斯頓電橋輸出端的第 一極連接在第一固定電阻（131)與第二固定電阻（132)之間，所述惠斯頓電橋輸出端的第 二極連接在工作臂（14)與參與臂（15)之間；所述第一固定電阻（131)與所述第二固定電 阻（132)的阻值相等，所述工作臂（14)與所述參與臂（15)中的電阻是阻值相等的熱電阻， 所述參與臂（15)中填充標(biāo)準(zhǔn)氣體，被測氣體流過所述工作臂（14)。
3. 如權(quán)利要求2所述的高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀，其特征在于：所述熱電阻為 鉬電阻。
4. 如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的高濃度二氧化硫煙氣在線監(jiān)測儀，其特 征在于：所述除霧干燥器（1)包括酸霧分離室和干燥室，在所述酸霧分離室內(nèi)固定玻璃纖 維布，在所述干燥室內(nèi)填充無粉化的塊狀硫酸鈣。
【文檔編號】G01D21/02GK203881376SQ201420303625
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】王辛龍, 夏巍, 巫建峰, 楊林, 楊秀山, 孔行健, 張志業(yè) 申請人:四川大學(xué)