CN108037251A - 多用途标准气体发生器及压缩空气残油检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用途标准气体发生器及压缩空气残油检测仪，其中标准气体发生器包括本体和加热装置，本体内具有中空腔室，本体上设有均与中空腔室连通的进气口和出气口，中空腔室内装有催化剂，加热装置用于对本体加热，在催化剂作用下，检测原气中的杂质发生反应被除掉，得到洁净标准气体。压缩空气残油检测仪的关键在于采用了上述的标准气体发生器。其中标准气体发生器可用于不同气体的检测仪中，扩大发生器的适用范围，提高产生标准气体的标准效果，可靠性高，检测结果更准确，而将这种发生器应用到压缩空气残油检测仪中时，大大提高了对杂质的处理效果，使产生的标准气体更符合标准，提高了检测精度，同时延长了检测仪的整体使用寿命。

Description

多用途标准气体发生器及压缩空气残油检测仪

技术领域

本发明属于气体质量检测设备领域，具体涉及一种多用途标准气体发生器及压缩空气残油检测仪。

背景技术

作为第二大动力源，压缩空气被广泛应用于各行各业，如设备驱动、物料输送、干燥、吹料、吹扫、气动仪表元件、自动控制等，然而通常在压缩空气制造过程中，因为压缩机自身结构及空气质量等原因，所产生的压缩空气中往往会含有一定的油类及烃类杂质，油类及烃类杂质的存在，会对产品品质、生产仪器、环境甚至操作人员健康产生持久危害，因此实时监控压缩空气中油含量，保证生产用气符合相关标准规定，成为至关重要的环节。

常规检测仪中通常采用的检测方法——通过标准气体发生器产生标准气与压缩空气原气进行对比得到检测物质的含量浓度，目前所采用的标准气体发生器多采用活性炭吸附原理，即活性炭对压缩空气原气进行吸附处理后得到标准气，再与压缩空气原气进行比较分析，得出压缩空气中油含量。由于活性炭的吸附能力固定，且吸附杂质范围广泛的性质，导致其吸附较多的杂质，而不仅仅是吸附油类杂质，难以准确限定其吸附范围，容易导致检测结果不准，此外，活性炭在工作过程中，使用寿命受检测气体品质影响较大，无法确定失效时间，存在较大风险。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供了一种多用途标准气体发生器及压缩空气残油检测仪，有利于延长检测仪的整体使用寿命，同时大大提高检测精度，确保检测结果的可靠性。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种多用途标准气体发生器，其关键在于：包括本体和加热装置，所述本体内具有中空腔室，本体上设有均与中空腔室连通的进气口和出气口，所述中空腔室内装有催化剂，所述加热装置用于对本体加热，在催化剂作用下，检测原气中的油类及烃类杂质发生催化氧化反应被除掉，得到洁净标准气体。

采用以上方案，在加热保持一定温度条件下，通过催化剂的催化作用，使检测原气中的有机杂质，特别是碳氢类化合物发生氧化还原反应，从而得到符合标准的标准气体，再与检测原气进行对比即可准确得出有机物杂质含量，不同于传统活性炭吸附的方式，本方案通过控制加热温度及改变催化剂种类，可实现不同检测原气的标准化，从而扩大了标准气体发生器的适用范围，并且催化剂催化效果恒定，消耗少，性能稳定，可大大延长标准气体发生器的使用寿命。

作为优选：所述本体呈圆柱状结构，中空腔室沿其长度方向设置，进气口和出气口分别位于本体的两端，并分别对应设有封盖A和封盖B。采用以上结构，这样中空腔室的两端敞口即可形成进气口和出气口，便于整体加工制造，降低生产成本。

作为优选：所述中空腔室内设有分隔栅板，所述分隔栅板将中空腔室分隔成相互连通的分布仓和反应室，其中分布仓靠近进气口，反应室靠近出气口，所述催化剂位于反应室内，所述分布仓内填充有粒状蓄热体。采用以上结构，检测原气从进气口进入分布仓内，再通过粒状蓄热体之间的间隙后穿过分隔栅板进入反应室内，粒状蓄热体可对检测原气实现匀化分布作用，并且利用粒状蓄热体吸热蓄热特点，在检测原气通过时将原气预热至设计温度，以便在反应室内发生催化反应，有利于确保反应完全。

作为优选：所述分布仓靠近进气口一端设有压紧栅板，封盖A与压紧栅板之间设有压簧，压簧的两端分别与封盖A和压紧栅板抵接。通过压簧可对粒状蓄热体和分隔栅板均提供预紧力，确保粒状蓄热体和催化剂在各自腔室内固定，不会发生晃动，提高其稳定性。

作为优选：所述加热装置为缠绕在本体上的螺旋加热器。选用螺旋加热器可实现对本体的均匀加热，防止其受热不均，使流经的检测原气平缓升温，确保催化反应能够稳定运行，以提高检测精度，同时有利于延长本体的使用寿命。

作为优选：所述本体上设有用于检测加热装置加热温度的第一热电偶。采用以上结构，可实时监测其加热温度，更好的控制内部催化反应温度，从而得到不同标准的标准气体，提高其适用性。

作为优选：所述本体上设有第二热电偶，所述第二热电偶伸入反应室内，用于监测检测原气发生催化反应温度。采用以上结构，可与第一热电偶一起，为控制系统提供实时数据，保证催化反应运行过程的稳定及安全，提高检测可靠性。

作为优选：所述本体外表面设有保护壳，所述本体与保护壳之间填充有保温材料。采用以上结构，防止本体受到碰撞，同时保温材料有利于降低热量损失，实现快速升温，提高标准气体发生器检测时的响应速度。

作为优选：所述出气口处连接有散热器。采用以上结构，当检测原气经过反应之后，通过散热器可对产生的标准气体进行降温，避免过热的标准气体进入检测仪器中对其元件造成损坏，有利于延长检测仪的使用寿命。

一种压缩空气残油检测仪，包括检测原气入口、检测单元，以及与所述检测原气入口连通的支路一和支路二，所述支路一和支路二均与检测单元连接，其关键在于：所述支路二上设有上述多用途标准气体发生器。

采用以上方案，通过特制的标准气体发生器可实现对压缩空气中残油更好的处理形成符合标准的标准气体，从而有利于提高检测仪的检测精度，确保其检测结果的可靠性，同时延长了检测仪的使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的多用途标准气体发生器及压缩空气残油检测仪，其中标准气体发生器根据检测内容不同，更换相应催化剂并设定不同反应温度，可用于不同物质的检测仪中，扩大了标准气体发生器的适用范围，提高了产生标准气体的标准效果，确保其标准气体的可靠性，从而确保最终检测结果的准确性，而将这种标准气体发生器应用到压缩空气残油检测仪中时，大大提高了对残油的处理效果，使产生的标准气体更符合标准规范，提高了检测精度，同时延长了检测仪的整体使用寿命。

附图说明

图1为本发明中标准气体发生器其中一个实施例的结构示意图；

图2为本体的结构示意图；

图3为图1所示标准气体发生器的使用状态示意图；

图4为图1所示标准气体发生器中封盖A的俯视图；

图5为图4的左视图；

图6为本发明中标准气体发生器另一实施例的结构示意图；

图7为图6所示标准气体发生器中封盖A的结构示意图

图8为检测仪结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

参考图1至图7所示的多用途标准气体发生器，主要包括本体1和加热装置2，本体1内具有中空腔室10，本体1上设有进气口1a和出气口1b，二者均与中空腔室10连通，中空腔室10内装有催化剂3，使用时，检测原气从进气口1a处进入中空腔室10内部，加热装置2对本体1进行加热，检测原气中的杂质(主要是碳氢化合物)在合适温度及催化剂3的催化作用下发生反应，这里可以根据需要选择不同的催化剂3，以及控制不同的加热温度，从而使最终形成的标准气体可以符合不同的标准规格要求，大大拓展了标准气体发生器的使用范围，最后所形成的标准气体再从出气口1b处导出检测。

本申请中为了便于加工制造，降低生产成本，将本体1设计为呈圆柱状结构，中空腔室10沿其轴向设置，其两端敞口即形成进气口1a和出气口1b，进气口1a处可拆卸地安装有封盖A11，封盖A11与本体1之间螺纹连接，出气口1b处设有封盖B12，封盖B12可与本体1一体成型，封盖A11和封盖B12均呈中空结构，主要用于方便与外部的进气管E或出气管F连接，参考图5，本申请中为便于安装，提高装配效率，封盖A11和封盖B12的外端(远离本体1的一端)均呈外六方结构，这样方便安装过程中夹持用力。

如图1和图2所示，中空腔室10内设有分隔栅板4，分隔栅板4的大小与中空腔室10的横截面相适应，这样即将中空腔室10分隔成两个相对独立的腔室，其中靠近进气口1a一端为分布仓10a，靠近出气口1b一端为反应室10b，而催化剂3则位于反应室10b内，分布仓10a内填充有粒状蓄热体5，如瓷球等。

分布仓10a靠近进气口1a的一端还设有压紧栅板6，压紧栅板6与封盖A11之间设有压簧7，压簧7的两端分别与压紧栅板6和封盖A11抵接，这样当封盖A11安装完成之后，通过压簧7可对压紧栅板6施加一定推力，从而对粒状蓄热体5进行压紧，同时这个力还传递到分隔栅板4上，可使分隔栅板4向出气口1b一端移动，对催化剂3进行压紧，通过封盖A11即可对本体1内部件全部进行预紧，减少其在内部的晃动，有利于提高其稳定性，反应室10b靠近出气口1b的一端设有支撑栅板18，支撑栅板18可对本体1的内部件起到支撑作用，同时防止催化剂3通过出气口1b进入出气管路中。

分隔栅板4、压紧栅板6和支撑栅板18均为常见带通孔结构的孔板结构，粒状蓄热体5为球状或粒状颗粒，如瓷球类物质，检测原气进入后，首先经过压紧栅板6，然后再穿过填满粒状蓄热体5的分布仓10a，在通过粒状蓄热体5间隙过程中，检测原气实现均匀分布，并可使检测原气快速预热至设计温度，并平缓进入反应室10b，在反应室10b内，气流均匀穿过催化剂3，在此过程中检测原气中的油类及烃类杂质发生催化氧化反应被彻底分解。

为能更好的控制加热装置2的加热温度，本申请中设有第一热电偶13，第一热电偶13设置在本体1的外壁上，如图所示，本体1上沿其长度方向设有条形凹槽，而第一热电偶13嵌入条形凹槽中，加热装置2选用螺旋加热器，如图所示，螺旋加热器缠绕在本体1的外壁上，同时螺旋加热器与第一热电偶13紧贴，与本体1一起对第一热电偶13形成夹持结构，这样第一热电偶13不需另外的固定结构或措施，方便快捷，而第一热电偶13与螺旋加热器接触，可更好的监测螺旋加热器的加热温度，实现自动控温。

实施例一中所示的多用途标准气体发生器，其本体1上还设有第二热电偶14，第二热电偶14伸入反应室10b内，以监测反应室10b内检测原气发生催化反应温度，并与第一热电偶13一起，为控制系统提供实时数据，保证催化反应运行过程的稳定及安全。

参考图4和图5，封盖A11类似一个三通接头，其上沿轴向设有贯穿其两端的通孔111，沿径向设有贯孔110，贯孔110与通孔111连通，第二热电偶14经过通孔111水平伸入中空腔室10内，而贯孔110则用于与外部的进气管连接。

参考图6和图7，多用途标准气体发生器实施例二的结构与实施例一的主要区别在于，实施例二中本体1上未设第二热电偶14，相应的实施例二中的封盖A11＇上只有沿轴向设置的通孔111＇，而没有径向设置的贯孔110，使用时，进气管E直接与连接在通孔111＇的端部即可。

本申请中，本体1的外部还套设有硬质的保护壳15，可有效保护本体1、保温材料16、加热装置2免受撞击损坏，保护壳15与本体1之间留有间隙，在该间隙内填充有保温材料16，保温材料16可大大减少热量损失，有利于维持本体1内部温度稳定，同时也可以降低标准气体发生器能耗。

参考图8所示的压缩空气残油检测仪，鉴于其与传统检测仪的主要区别在于采用了本发明中所提供的标准气体发生器，这里只给出了其工作结构示意图，如图所示，主要包括检测原气入口8和检测单元9，与检测原气入口8连接的有支路一80和支路二81，支路一80上安装有第一电磁阀8a，支路一80直接与检测单元9连接，支路二81上安装有上述所说的标准气体发生器C，且在标准气体发生器C的上游设有第二电磁阀8b，支路二81经标准气体发生器C与检测单元9连接，检测单元9混合气出口8d连接。

本发明中，为了防止从标准气体发生器C中出来的标准气体温度过高而对检测单元9造成影响，故在标准气体发生器C上还设有散热器17，如图1所示，散热器17与封盖B12螺纹连接，其内部具有中空的气道，沿其长度方向分布有环形鳍片，这样当标准气体在通过散热器17时，可将温度降低至设计温度，有利于延长检测单元9的使用寿命。

参考图1至图6，本发明多用途标准气体发生器可用于不同的气体检测仪中，使用时根据需要在中空腔室10内装入合适的催化剂3，然后再依次安装好分隔栅板4，在分布仓10a内填充粒状蓄热体5，如瓷球等，固定安装好封盖A11，将进气管E与封盖A11连通，固定好第二热电偶14，散热器17装在封盖B12上，然后将出气管F与散热器17的出口连通，即可通过加热装置2进行加热，通过第一热电偶13和第二热电偶14为控制系统提供实时数据，精准控制加热温度，通过对加热温度的设定，可以选择性地使检测原气中不同的物质发生反应，而不同于传统采用活性炭吸附剂制取标准气，其选择性更高，寿命长，应用更加广泛。

将其应用到压缩空气残油检测仪中时，针对压缩空气中的残油多为碳氢类有机物，则可选择主要是针对C₆及以上碳原子组成的烃类混合物用催化剂，当检测原气通过检测原气入口8进入后，分别进入支路一80和支路二81中，其中支路一80中带有残油的检测原气直接进入检测单元9中，而支路二81中的检测原气则进入标准气体发生器C中，在温度控制下，检测原气中的油类及烃类杂质发生氧化还原反应，被去除掉，形成满足标准的标准气体，标准气体经散热器17散热降温后再进入检测单元9，两种气体在检测单元9内通过对比分析即得出残油含量，结果准确可靠。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多用途标准气体发生器，其特征在于：包括本体(1)和加热装置(2)，所述本体(1)内具有中空腔室(10)，本体(1)上设有均与中空腔室(10)连通的进气口(1a)和出气口(1b)，所述中空腔室(10)内装有催化剂(3)，所述加热装置(2)用于对本体(1)加热，使催化剂(3)催化检测原气中油类及烃类碳氢化合物发生反应得到标准气体。

2.根据权利要求1所述的多用途标准气体发生器，其特征在于：所述本体(1)呈圆柱状结构，中空腔室(10)沿其长度方向设置，进气口(1a)和出气口(1b)分别位于本体(1)的两端，并分别对应设有封盖A(11)和封盖B(12)。

3.根据权利要求2所述的多用途标准气体发生器，其特征在于：所述中空腔室(10)内设有分隔栅板(4)，所述分隔栅板(4)将中空腔室(10)分隔成相互连通的分布仓(10a)和反应室(10b)，其中分布仓(10a)靠近进气口(1a)，反应室(10b)靠近出气口(1b)，所述催化剂(3)位于反应室(10b)内，所述分布(10a)内填充有粒状蓄热体(5)。

4.根据权利要求3所述的多用途标准气体发生器，其特征在于：所述分布仓(10a)靠近进气口(1a)一端设有压紧栅板(6)，封盖A(11)与压紧栅板(6)之间设有压簧(7)，压簧(7)的两端分别与封盖A(11)和压紧栅板(6)抵接。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的多用途标准气体发生器，其特征在于：所述加热装置(2)为缠绕在本体(1)上的螺旋加热器。

6.根据权利要求1所述的多用途标准气体发生器，其特征在于：所述本体(1)上设有用于检测加热装置(2)加热温度的第一热电偶(13)。

7.根据权利要求3所述的多用途标准气体发生器，其特征在于：所述本体(1)上设有第二热电偶(14)，所述第二热电偶(14)伸入反应室(10b)内，用于监测检测原气发生催化反应的温度。

8.根据权利要求1所述的多用途标准气体发生器，其特征在于：所述本体(1)外表面设有保护壳(15)，所述本体(1)与保护壳(15)之间填充有保温材料(16)。

9.根据权利要求1所述的多用途标准气体发生器，其特征在于：所述出气口(1b)处连接有散热器(17)。

10.一种压缩空气残油检测仪，包括检测原气入口(8)、检测单元(9)，以及与所述检测原气入口(8)连通的支路一(80)和支路二(81)，所述支路一(80)和支路二(81)均与检测单元(9)连接，其特征在于：所述支路二(81)上设有如权利要求1-9中所述的多用途标准气体发生器。