[发明专利]一种用于分析天然气热值的无损检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及光谱学、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ΔT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

本发明针对现有技术不足，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。

本发明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。

本发明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，本发明装置将具备广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明检测流程图。

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对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种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，引出的检测管线（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℃）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，利用本发明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）；