[发明专利]煤制气含气量自动测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤制气含气量自动测试仪，适用于非常规天燃气如煤制气、页岩气等含气量测量，属于测量仪器技术领域。 

背景技术

当今能源问题关系到经济的发展和社会的稳定，不断增长的世界能源需求和现有资源的消减引起的供求差距越来越大，传统能源对环境的破坏比较严重，新型替代能源的选择是越来越重要，非常规天燃气属于新一代的“清洁能源”，而且它的储量巨大，是常规天然气的2.2倍，这就使非常规天然气成为新一代环保、高效的优质替代能源。虽然非常规天燃气有着诸多的优点，但是其开采难度大，开采的投入产出比难以估算，因此对非常规天然气的开采价值的研究尤为重要。经检索，目前煤制气的计量方法为手工排水集气法。劳动强度大，人为误差大。几家研究单位正在研发的煤制气测量仪也远未成熟。 

发明内容

本发明的目的是提供一种煤制气含气量自动测试仪，克服目前常用的排水集气法对采集到的气体流量的干扰，实现高精度测量，大大减轻劳动强度。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种煤制气含气量自动测试仪，包括壳体，其特征是，在壳体内设置流量计、高速串行A/D转换芯片、包括电源和外围电路的单片机，压力传感器和电磁阀；压力传感器和电磁阀设置在流量计外接解析罐出气口的管路中，压力传感器的模拟信号送入高速串行A/D转换芯片，转变成数字信号后单片机读取转换结果并存储，预置解吸气压力流量形成憋气间隔，达到解吸气压力流量后，电磁阀打开，解吸气压力流量的模拟信号送入高速串行A/D转换芯片，转换的数字信号送单片机，采集数据经单片机送入EEPROM存储器，单片机同时还对这些数字信号进行计算和处理，将每次开阀放气期间积分计算的流量数据转换成质量流量数据，再将质量流量数据经TTL-RS232外送PC机中，单片机P1口连接MOS管栅极驱动电磁阀。 

单片机采用STC12C5410AD，单片机的串行口送出的TTL电平信号经过TTL-232转换器变成RS232直接与外设的PC机相连。 

A/D转换芯片采用MCP3202。 

流量计采用微型气体流量计或高精度质量流量计。 

预置解吸气压力范围为0.001-0.01MPa。 

本发明设置微型气体流量计采集解吸气流量，以单片机为核心的转换、计算和处理分析电路，通过压力传感器实现形成憋气间隔，本发明解吸气含气量的自动化高精度测量，结构简单，操作方便，可以满足自动化、高精度测量的要求。而且通用性比较强，将采用的热式流量计修改后可以实现对其他流体的数据采集。本发明有灵活的数据存储功能，整个试验过程中所有数据保存在EEPROM中，试验结束后连接PC机再把处理后的实验数据传入PC机中，也可在试验过程中始终连接PC机实时传输记录曲线。本发明避免了目前常用的排水集气法存在的收集到的气体过于潮湿或者部分气体溶于水中带来的误差，实现高精度测量，大大减轻劳动强度。 

附图说明

图1为本发明结构框图； 

图2为本发明中A/D转换芯片的引脚连线示意图；

图3为本发明中单片机的控制电路图；

图中，1解析罐，2压力传感器，3电磁阀，4流量计，5电路板。

具体实施方式

结合附图和实施例进一步说明本发明，如图1所示，本发明由壳体，壳体内的流量计4、A/D转换芯片、单片机、压力传感器2和电磁阀3构成。电路板5中包括A/D转换芯片、单片机、单片机的外围电路和电源。流量计4经管路采集解析罐1出气口的解吸气流量，流量计4出气口直接排放或连接到排水集气装置进气口作为校核对比用，压力传感器2的模拟信号送入高速串行A/D转换芯片，转变成数字信号后单片机读取转换结果并存储，流量计4采集到预置解吸气压力流量后，电磁阀3打开，将解吸气流量的模拟信号送入高速串行A/D转换芯片，转换的数字信号送包括电源和外围电路的单片机，并将采集数据经单片机送入EEPROM存储器，单片机同时还对这些数字信号进行计算和处理，将每次开阀放气期间积分计算的流量数据转换成质量流量数据， 再将质量流量数据经TTL-RS232送入PC机中。PC机进行数据处理、存储并显示流量曲线。单片机P1口连接MOS管栅极驱动电磁阀。 

本发明采用单一流量计，控制采样间隔，少量憋气保证每次放气压力相近，保证每次憋气程度相近，放气量在所用流量计最佳测量范围内。无需多量程流量计。 

本发明脱离PC机长期单独运行，实验过程中或试验结束后数据可以随时发送到PC机完成损失气量计算等数据处理工作。