[发明专利]一种时序控制的多路流体采样系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及流体采样系统，尤其涉及一种时序控制的多路流体采样系统及其方法。

背景技术

在用氦气作为增压剂排出贮罐内液氢/液氧等低温推进剂过程中，涉及到复杂的流动、传热和相变传质过程，并可能带来氦气对推进剂纯度的影响。研究和分析这一过程，对低温推进剂的高效、安全运输和贮存具有重要的实际工程意义。

W.B. Streett等人在文献中公布了一种氢氦气液两相平衡状态下对蒸汽和液体的采样系统。采样系统包括蒸汽采样管路、液体采样管路、抽真空系统。蒸汽采样管路包括蒸汽阱、毛细短管、接有多个采样玻璃瓶的管道；蒸汽阱由两段铜管线圈组成，两个线圈一端连接到一个球座的中心，另一端分别接有控制阀；球座和蒸汽采样阀进口用螺丝固定在一起，采样阀进口内置铜套管，采样阀出口接铜质毛细短管，毛细短管接采样瓶管路；采样玻璃瓶和管路之间接有控制阀，管路最后接真空系统，另设有排气口。液体采样管路包括不锈钢毛细管、采样控制阀、节流阀、两个线圈管路、两个旁通阀、采样瓶管路；不锈钢毛细管接液体样品处，毛细管上依次接采样控制阀、节流阀、两个线圈管路，两个线圈管路分别接有旁通阀，线圈管路接采样瓶管路，采样瓶管路的构成和蒸汽采样瓶管路相似，区别在于液体采样瓶管路在排气口接有流量计。

该系统解决了液态样品在采样过程中汽化时组分可能改变的问题。另外，它是用在二元两相平衡时的采样，只需对气相和液相分别设置单一采样点。对于非相平衡状态下的采样，它不适用。因此如何实现对流体在多个位置并且多个时间点的组分采样成为一个需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种时序控制的多路流体采样系统及其方法。

时序控制的多路流体采样系统，包括前端进样手动针阀、前端进样气动针阀、样本保存组件、压力表、采样管路、吹扫口气动针阀、真空口气动针阀、手动针阀、缓冲罐、手动针阀、干泵；

缓冲罐上设有多路采样管路、手动针阀，每路采样管路上顺次连接有前端进样手动针阀、前端进样气动针阀、多个样本保存组件，压力表、吹扫口气动针阀、真空口气动针阀、手动针阀，缓冲罐上的手动针阀与干泵相连，每个样本保存组件 包括顺次相连的VCR接头、采样口气动针阀、钢瓶前端针阀、采样钢瓶、钢瓶尾端针阀。

所述的前端进样气动针阀、采样口气动针阀、吹扫口气动针阀、真空口气动针阀由电脑时序控制。

使用所述系统的时序控制的多路流体采样方法，包括时序控制同时采样方法或时序控制依次采样方法，其中，时序控制同时采样方法为：关闭前端进样口手动针阀、钢瓶尾端针阀，打开钢瓶前端针阀，电脑控制打开前端进样气动针阀、真空口气动针阀及采样口气动针阀，吹扫口气动针阀处于关闭状态，对采样管路和样本保存组件抽真空；关闭采样口气动针阀，继续保持干泵运行，打开前端进样手动针阀，抽取样本；关闭真空口气动针阀；同时控制打开所有样本保存组件处的采样口气动针阀，组分气体冲入采样钢瓶，3-5秒后，关闭采样口气动针阀，完成一次同时采样；

时序控制依次采样方法为：关闭前端进样口手动针阀、钢瓶尾端针阀，打开钢瓶前端针阀，电脑控制打开前端进样气动针阀、真空口气动针阀及采样口气动针阀，吹扫口气动针阀处于关闭状态，对采样管路和样本保存组件抽真空；关闭采样口气动针阀，继续保持干泵运行，打开前端进样手动针阀，抽取样本；关闭真空口气动针阀；从最远端的样本保存组件开始，依次采样；关闭真空口气动针阀，打开最远端的吹扫口气动针阀，对采样管路吹扫3-5秒关闭吹扫口气动针阀，打开最远端样本保存组件处的采样口气动针阀，对最远端样本保存组件处的采样钢瓶充注气体，时间持续3-5秒，关闭最远端样本保存组件处的采样口气动针阀，完成最远端样本保存组件的组分采样；开始远端起第二个样本保存组件的组分采样，打开真空口气动针阀，排空采样管路上的剩余气体，保持3-5秒；关闭真空口气动针阀，打开最远端的吹扫口气动针阀，对采样管路吹扫3-5秒，关闭吹扫口气动针阀，打开远端起第二个样本保存组件处的采样口气动针阀，时间持续3-5秒，关闭远端起第二个样本保存组件处的采样口气动针阀，完成远端起第二个样本保存组件的组分采样；重复上述远端起第二个样本保存组件的组分采样操作，直到完成所有样本保存组件的组分采样。

本发明的时序控制的多路流体采样系统，优势在于，具有多个采样通道，并且可以实现自动阀采样。这使在非相平衡的状态下，对不同位置及对同一位置不同时间下的采样得以实现，即上述时序控制依次采样方法。对于相平衡状态下的采样，可采用上述时序控制同时采样方法。

附图说明