專利名稱：一種自動奧氏氣體分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械制造自動化領(lǐng)域，特別涉及一種自動奧氏氣體分析儀。
背景技術(shù)：
奧氏氣體分析儀是一種經(jīng)典的氣體分析儀器，它是根據(jù)吸收氣體的原理工作的。 混合氣體的組分有選擇地被某種特有的液體吸收，某種特定的液體只能吸收某種特定的氣 體。奧氏氣體分析儀廣泛應(yīng)用于果蔬采后貯藏中，如測定貯藏環(huán)境中的氧氣、二氧化碳含 量，氣調(diào)環(huán)境中的氣體濃度等。奧氏氣體分析儀是最古老的一種氣體檢測儀器，雖然沒有現(xiàn)代氣體分析儀的高科 技手段，但它是最經(jīng)典的氣體分析儀，采用其他一些氣體分析儀時(shí)，一般均要用奧氏氣體分 析儀來校對。此外，奧氏氣體分析儀價(jià)格低廉，適合于中小企業(yè)的使用。然而，奧氏氣體分 析儀操作繁瑣、測定費(fèi)時(shí)、存在人為誤差，且部分器件長期使用易老化損壞，所以奧氏氣體 分析儀要進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，以提高測定準(zhǔn)確度、增加儀器的性能，使儀器更易于操作，完 全能夠自動化運(yùn)行。近年來，對于奧氏氣體分析儀的改進(jìn)方面也有研究，如專利全自動奧氏氣體分析 儀(公開號CN2151460)，在原奧氏氣體分析儀上增加了高位液槽、低位液槽、輸液泵、電磁 閥門、觸點(diǎn)、管道、差壓變速器等，在測量計(jì)量瓶內(nèi)混合氣體中某一氣體組分而需將計(jì)量瓶、 吸收管內(nèi)液體相互轉(zhuǎn)換時(shí)，計(jì)量瓶、吸收管上的觸點(diǎn)給中央處理器發(fā)信號，通過中央處理器 發(fā)指令可控制液體的轉(zhuǎn)換并通過差壓變速器準(zhǔn)確測量待測氣體的體積，測出待測氣體的百 分比。雖然該儀器操作周期短、精度高，但是儀器測定結(jié)果較為復(fù)雜，而且目前并沒有廣泛 的應(yīng)用，因而實(shí)用性不高。因此，有必要研制出高精度、實(shí)用性強(qiáng)、操作快捷的自動奧氏氣體 分析儀。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種測量精確、實(shí)用性強(qiáng)的自動奧 氏氣體分析儀。本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種自動奧氏氣體分析儀，包括貯液瓶、吸收管及連接管，其特殊之處在于貯液 瓶上設(shè)置有微型真空泵，微型真空泵的抽氣口和排氣口均分別通過電磁閥與貯液瓶和吸收 管連通，且在相通連接管上的兩電磁閥同時(shí)開關(guān)，貯液瓶和量氣筒在底端連通，量氣筒內(nèi)設(shè) 置有液位傳感器，連接管上設(shè)置有若干個(gè)控制管路的電磁閥；電磁閥和液位傳感器均與單 片機(jī)控制單元連通。本實(shí)用新型通過微型真空泵的排氣和抽氣，使貯液瓶內(nèi)的液體下降和上升，從而 使管道中的液體和氣體移動，以此來代替原奧氏氣體分析儀中液位瓶的手動操作，既避免 了手動操作的麻煩，也降低了人為操作的誤差。微型真空泵與貯液瓶之間通過管道和四個(gè)電磁閥(二通閥)相連，通過電磁閥的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)氣路(排氣和抽氣氣路)轉(zhuǎn)換，且電磁閥是兩兩同時(shí)開關(guān)，排氣時(shí)，連通排氣口 的兩電磁閥開，同時(shí)另兩電磁閥關(guān)，貯液瓶中液面下降，從而量氣筒中液面上升；抽氣時(shí)，連 通抽氣口的兩電磁閥開，同時(shí)另兩電磁閥關(guān)，貯液瓶中液面上升，從而量氣筒中液面下降，在量氣筒一側(cè)放置一個(gè)平衡管，并在它們內(nèi)部各放置一個(gè)液位傳感器。初始狀態(tài) 是貯液瓶液面、量氣筒零液面、平衡管液面在一個(gè)液面上。氣體充分吸收后，通過泵排氣使 量氣筒和平衡管中液面均上升，當(dāng)兩管內(nèi)液面達(dá)到同一高度時(shí)，兩管內(nèi)液位傳感器即傳送 信號，使電磁閥關(guān)閉，這時(shí)讀出量氣筒讀數(shù)即可，且保證了測量前后的氣體在同一壓強(qiáng)下。本實(shí)用新型采用單片機(jī)控制單元作為中央控制系統(tǒng)，通過操控電磁閥和液位傳感 器，及時(shí)反饋信息，達(dá)到精確測量的目的。本實(shí)用新型的更優(yōu)方案是所述量氣筒上設(shè)置有連通單片機(jī)控制單元的零液位光電檢測開關(guān)和滿液位光電 檢測開關(guān)，吸收管上部設(shè)有連通單片機(jī)控制單元的滿液位光電檢測開關(guān)。為了控制液面高度，在量氣筒和吸收管內(nèi)設(shè)置液位光電檢測開關(guān)，并將其與單片 機(jī)控制單元連通，以方便中央控制系統(tǒng)采集信息；光電見擦開關(guān)都是光電式非接觸式，簡單 說就是，一個(gè)反光二極管，正對一個(gè)光敏三極管，當(dāng)中間有障礙時(shí)，即為檢測信號。所述量氣筒一側(cè)設(shè)置有與其并列連通的平衡管，平衡管內(nèi)設(shè)置有液位傳感器。增 加平衡管后，在氣體被吸收液吸收后，通過平衡管可調(diào)節(jié)量氣筒中的壓強(qiáng)，使量氣筒內(nèi)氣體 被測前后的壓強(qiáng)一樣，保證了讀數(shù)的準(zhǔn)確性。所述單片機(jī)控制單元連接設(shè)置LED顯示器和鍵盤。單片機(jī)控制單元以LED顯示器 和鍵盤作為智能顯示操作終端，通過設(shè)置參數(shù)和流程控制鍵的合用，達(dá)到智能操作的目的。本實(shí)用新型所述貯液瓶內(nèi)盛放有飽和食鹽水；所述吸收管內(nèi)盛放有氧氣或二氧化 碳的吸收液。本實(shí)用新型的有益效果是(1)操作簡便，只需將控制開關(guān)打開，一起運(yùn)作便可自動進(jìn)行；(2)準(zhǔn)確度高，儀器采用高精度部件，可以降低認(rèn)為誤差；(3)實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的控制回路原理示意圖。圖中，A-微型真空泵，B-貯液瓶，C-平衡管，D-量氣筒，E、F_吸收管，F(xiàn)1 F9-電 磁閥，Kl、K2、K3、K4-光電檢測開關(guān)，Yl、Y2-液位傳感器。
具體實(shí)施方式
附圖為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施例。該實(shí)施例包括貯液瓶B、吸收管E、F及連 接管，貯液瓶B上設(shè)置有微型真空泵A，微型真空泵A的抽氣口和排氣口均分別通過電磁閥 F1 F4與貯液瓶B和吸收管E、F連通，且在相通連接管上的兩電磁閥F1、F4(F2、F3)同時(shí) 開關(guān)，貯液瓶B和量氣筒D在底端連通，量氣筒D內(nèi)設(shè)置有液位傳感器Y1，連接管上設(shè)置有若干個(gè)控制管路的電磁閥F5 F9 ；電磁閥F1 F9和液位傳感器Y1均與單片機(jī)控制單元 連通；所述量氣筒D上設(shè)置有連通單片機(jī)控制單元的零液位光電檢測開關(guān)K4和滿液位光電 檢測開關(guān)K3，吸收管E、F上部設(shè)有連通單片機(jī)控制單元的滿液位光電檢測開關(guān)Kl、K2 ；所 述量氣筒D—側(cè)設(shè)置有與其并列連通的平衡管C，平衡管C內(nèi)設(shè)置有液位傳感器Y2 ；所述單 片機(jī)控制單元連接設(shè)置LED顯示器和鍵盤；所述貯液瓶B內(nèi)盛放有飽和食鹽水；所述吸收 管E、F內(nèi)盛放有氧氣或二氧化碳的吸收液。本實(shí)用新型的回路部件包括微型氣泵1只，工作電源220VAC ；電磁閥9只，工作 電源220VAC ；自制光電位置傳感器4只，工作電源24VDC ；導(dǎo)軌安裝式電源模塊1套，工作電 源220VAC，輸出24VD ；導(dǎo)軌安裝式智能開關(guān)輸入模塊1套，工作電源24VDC ；導(dǎo)軌安裝式智 能開關(guān)輸出模塊4套，工作電源24VDC，控制220VAC ；面板嵌入式智能顯示操作終端1套，工 作電源24VDC。智能顯示操作終端有四個(gè)八段數(shù)碼管LED，五個(gè)按鍵。其中的四個(gè)按鍵可以分別為 “排空”、“取樣”、“反應(yīng)”、“讀數(shù)”控制鍵。為了設(shè)置控制參數(shù)，五個(gè)鍵分別為上、下、左、右、確 認(rèn)。其中上、下、左、右鍵與流程控制鍵合用。按下“確認(rèn)”鍵進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定狀態(tài)后，四個(gè)LED 中左面三個(gè)為紅色，對應(yīng)設(shè)定參數(shù)，最右的一個(gè)綠色LED顯示參數(shù)表內(nèi)的序號。運(yùn)行過程如下初始狀態(tài)電磁閥F1、F2、F3、F4、F7、F8、F9均打開，F(xiàn)5、F6關(guān)閉。貯液瓶、微型真 空泵、平衡管液面相平，量氣筒中液面處于0刻度。E、F中液面處于光電檢測開關(guān)處。第一步，排空。按下“排空”按鈕，控制器關(guān)閉電磁閥？7、？839、？1、？4，同時(shí)啟動 泵，排氣，量氣筒內(nèi)液面上升，氣體由F9處排出，當(dāng)浮球遮擋滿量程位置光電檢測開關(guān)K3 時(shí)，氣泵停止工作，電磁閥均關(guān)閉，并提示將樣本氣袋接到F7處。量氣筒內(nèi)液面無變化則說 明儀器氣密性良好，可進(jìn)行下步檢測。第二步，取樣。按下“取樣”按鈕，打開F1、F4、F7，同時(shí)啟動泵，貯液瓶減壓，量氣 筒內(nèi)液面下降，樣本進(jìn)入量氣筒。浮球遮擋零位檢測開關(guān)K4時(shí)，貯液瓶保壓，同時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣 閥F7。打開F9，啟動“排空”按鈕，將氣體排出即為洗氣過程。再次啟動“取樣”按鈕進(jìn)行 取樣。第三步，反應(yīng)。按下“反應(yīng)”按鈕，打開？21315(測定二氧化碳)同時(shí)啟動泵，貯 液瓶升壓，直到液位到達(dá)量氣筒滿量程，觸發(fā)K3開關(guān)。貯液瓶保壓，保持5秒，之后貯液瓶 減壓，直到觸發(fā)K1開關(guān)。貯液瓶保壓，保持5秒。之后在進(jìn)行下一次循環(huán)，如此四個(gè)循環(huán)， 當(dāng)吸收管內(nèi)液面達(dá)到K1時(shí)，電磁閥關(guān)閉。在減壓過程中，由于量氣筒內(nèi)的負(fù)壓作用，吸收管 內(nèi)的介質(zhì)會快速上升，因此，貯液瓶減壓過程是一個(gè)斷續(xù)過程。同時(shí)一旦檢測到吸收管內(nèi)液 位“滿”開關(guān)信號，則貯液瓶立即停止減壓，并轉(zhuǎn)入升壓過程。第四步，讀數(shù)。按下“讀數(shù)”按鈕，控制器打開F8、F2、F3，同時(shí)啟動泵，貯液瓶升 壓，量氣筒和平衡管內(nèi)液面均上升，當(dāng)液位傳感器檢測到兩管液面達(dá)到同一高度時(shí)，閥門均 關(guān)閉，讀數(shù)即可。第五步，重復(fù)第三步和第四步，再次檢測并讀數(shù)，當(dāng)兩次讀數(shù)相同時(shí)即表示吸收完 全，記下讀數(shù)，即為二氧化碳量。若兩次結(jié)果不同應(yīng)重復(fù)測定。測定氧氣含量時(shí)，打開F6(F5 仍關(guān)閉)，其余過程同測定二氧化碳。
權(quán)利要求一種自動奧氏氣體分析儀，包括貯液瓶(B)、吸收管(E、F)及連接管，其特征在于貯液瓶(B)上設(shè)置有微型真空泵(A)，微型真空泵(A)的抽氣口和排氣口均分別通過電磁閥(F1～F4)與貯液瓶(B)和吸收管(E、F)連通，且在相通連接管上的兩電磁閥(F1、F4或F2、F3)同時(shí)開關(guān)，貯液瓶(B)和量氣筒(D)在底端連通，量氣筒(D)內(nèi)設(shè)置有液位傳感器(Y1)，連接管上設(shè)置有若干個(gè)控制管路的電磁閥(F5～F9)；電磁閥(F1～F9)和液位傳感器(Y1)均與單片機(jī)控制單元連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動奧氏氣體分析儀，其特征在于所述量氣筒(D)上設(shè)置 有連通單片機(jī)控制單元的零液位光電檢測開關(guān)(K4)和滿液位光電檢測開關(guān)(K3)，吸收管 (E、F)上部設(shè)有連通單片機(jī)控制單元的滿液位光電檢測開關(guān)(K1、K2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動奧氏氣體分析儀，其特征在于所述量氣筒(D)— 側(cè)設(shè)置有與其并列連通的平衡管(C)，平衡管(C)內(nèi)設(shè)置有液位傳感器(Y2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動奧氏氣體分析儀，其特征在于所述單片機(jī)控制單 元連接設(shè)置LED顯示器和鍵盤
專利摘要本實(shí)用新型涉及機(jī)械制造自動化領(lǐng)域，特別公開了一種自動奧氏氣體分析儀。該自動奧氏氣體分析儀，包括貯液瓶、吸收管及連接管，其特征在于貯液瓶上設(shè)置有微型真空泵，微型真空泵的抽氣口和排氣口均分別通過電磁閥與貯液瓶和吸收管連通，且在相通連接管上的兩電磁閥)同時(shí)開關(guān)，貯液瓶和量氣筒在底端連通，量氣筒內(nèi)設(shè)置有液位傳感器，連接管上設(shè)置有若干個(gè)控制管路的電磁閥；電磁閥和液位傳感器均與單片機(jī)控制單元連通。本實(shí)用新型操作簡便，準(zhǔn)確度高，儀器采用高精度部件，可以降低認(rèn)為誤差，實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣。
文檔編號G01N7/04GK201607384SQ20102012567
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者徐莉, 王慶國 申請人:濟(jì)南科達(dá)爾實(shí)業(yè)有限公司