专利名称：用于分析天然气热值的无损检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光谱学、燃料化学的交叉技术领域，具体是一种用于分析天然气热值的无损检测装置。
背景技术：
目前，我国商品天然气采用按体积计价，由于不同气源的天然气热值相差很大，造成相同价值下商品使用价值的差异性。因此，以天然气热值计价，体现按质论价的原则，是商品经济发展的需要。传统的天然气热值检测装置主要为热值仪，应用热平衡原理，首先对样气进行稳压减压，并测得气体密度，二次减压后，与助燃气体充分混合，进入燃烧室，点燃，通过测量进入燃烧室前后混合气体的温差ΔΤ推算天然气热值。此方法需要极其严格的流量、气压及温度控制，系统庞大而复杂，维护代价高昂，且故障频发。
发明内容本实用新型针对现有技术不足，提供一种用于分析天然气热值的无损检测装置， 采用现场检测的方式，利用傅里叶红外光谱仪搭建检测装置，对天然气组分进行精确定量分析。本实用新型是通过下述的技术方案实现的在待检测的天然气管道上并联有一检测管线，检测管线的中段外围设置有分光系统，该分光系统对应的检测管线上开有探测孔，使得光线能透过检测管线，分光系统的上方设置有红外光光源，分光系统的下方设置有傅里叶变换红外光谱仪；所述的傅里叶变换红外光谱仪与计算机相连。所述的检测管线两端分别设置有可调节的阀门。所述的检测管线上设置有带阀门的真空泵。所述的检测管线上设置有温度计以及负压压力表。本实用新型装置与现有技术相比，取得的改进表现在1、应用光谱分析技术，具有高分辨率、高灵敏度、高信噪比、快速的特点，装置体积紧凑、稳定性高；2、无损方式检测天然气，不浪费资源，安全性高；3、利用现场检测的方式，灵活性强，检测效率高。随着国家在光谱仪器方面的长足进步，国民购买力的不断增强，以及对天然气以热值计价的呼声与日俱增，本实用新型装置将具备广泛的应用前景。

图1为本实用新型装置的结构示意图；图2为本实用新型检测流程图。1 天然气管道；21 左阀门；22 右阀门；3 检测管线；4 真空泵；5 真空泵阀门；6 温度计；7 探测孔；8 傅里叶变换红外光谱仪；9 计算机；10 压力表。
具体实施方式
以下结合附图1、2对本实用新型作进一步说明。如图1所示，用于分析天然气热值的无损检测装置，包括天然气管道(1)，在所述天然气管道(1)上并联有一检测管线(3)，检测管线(3)左右两端分别设置有左阀门(21) 和右阀门(22)，中段设置有探测孔(7)，该中段外围设置有分光系统，分光系统的上方设置有红外光光源，分光系统的下方设置有傅里叶变换红外光谱仪(8)，傅里叶变换红外光谱仪 (8)与计算机(9)相连。天然气管道(1)为输气状态下的高压管道，弓I出的检测管线(3 )为耐压材质，其两端的左阀门(21)和右阀门(22)可根据实际需要进行调节，探测孔(7)为透明耐压材质，供光谱仪(8)采集管线背景频谱、天然气频谱。检测管线(3)的上还设有带真空泵阀门(5)的真空泵(4)，用于排空管线；温度计 (6)与负压压力表(10)，用于监测管线的温度、压力，它们将作为推算常压、室温(20°C)状态下天然气组分的反演参数。傅里叶变换红外光谱仪(8)上连接的计算机(9)，用于分析管线背景频谱、天然气频谱。结合附图2，利用本实用新型进行检测的具体步骤为步骤一，采集背景频谱1、在所有阀门都关闭，检测管线(3)内未引入天然气的前提下，打开真空泵阀门 (5)，等待压力表(10)读数降到0. 1毫米汞柱以下并且保持恒定；2、待检测管线(3)中已经没无任何残留气体，用傅里叶变换红外光谱仪(8)采集背景频谱。若真空泵(4)的振动干扰了频谱的采集，可以先关闭真空泵阀门(5)，后关闭真空泵(4)，随后采集背景频谱(注意此时压力表(10)读数不应有明显变动)。步骤二，采集天然气样品频谱1、关闭真空泵阀门(5)，关闭真空泵(4)后，记录温度计(6)读数。缓慢打开并调整管线左阀门(21)，当天然气充满管线后，打开管线右阀门(22)，使天然气在相同于天然气管道(1)压力下连续流经检测管线(3)；2、当检测管线内气体流速稳定，记录压力表(10)读数，用傅里叶变换红外光谱仪 (8)采集天然气的频谱，以现场压力、温度为反演参数，用计算机(9)依据实验室数据进行反演处理，推算出各组分在20°C，一个标准大气压下的体积占比。步骤三按照气体混合定律计算天然气热值。实际应用中，燃气的水蒸气通常以气体状态排出，因此本实用新型以天然气低位热值进行计算。根据ISO 6976 :1995,在燃烧参比温度
i下计量参比温度为，压力为P2的天然气理想气体体积低热值按下式计算
权利要求1.用于分析天然气热值的无损检测装置，其特征在于在待检测的天然气管道上并联有一检测管线，检测管线的中段外围设置有分光系统，该分光系统对应的检测管线上开有探测孔，使得光线能透过检测管线，分光系统的上方设置有红外光光源，分光系统的下方设置有傅里叶变换红外光谱仪；所述的傅里叶变换红外光谱仪与计算机相连； 所述的检测管线两端分别设置有可调节的阀门； 所述的检测管线上设置有带阀门的真空泵； 所述的检测管线上设置有温度计以及负压压力表。
专利摘要本实用新型公布了一种用于分析天然气热值的无损检测装置。现有技术天然气仍采用体积计价，不同气源的天然气热值差异很大。本实用新型是在待检测的天然气管道上并联一检测管线，检测管线的中段外围设置有分光系统，该分光系统对应的检测管线上开有探测孔，分光系统的上方设置有红外光光源，分光系统的下方设置有傅里叶变换红外光谱仪；傅里叶变换红外光谱仪与计算机相连；检测管线两端分别设置有可调节的阀门；检测管线上设置有带阀门的真空泵；检测管线上设置有温度计以及负压压力表。本实用新型应用光谱分析技术，具有高分辨率、高灵敏度、高信噪比、快速的特点，系统体积紧凑、稳定性高，利用现场检测的方式，灵活性强，检测效率高。
文档编号G01N21/35GK202230018SQ20112037548
公开日2012年5月23日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者孔明, 崔颖, 王俊逸, 赵军 申请人:中国计量学院