本發明例涉及檢測儀器領域，具體涉及一種紅外測硫儀自適應測試系統。

背景技術：

外測硫儀是應用紅外光譜法，對煤、焦炭或其他化學物質的全硫含量進行全自動測定的一種產品。廣泛地應用于電廠、煤礦、商檢等機構。煤中全硫含量通常較低，但不同的機構為了適應不同物質的硫含量測試需求，對紅外測硫儀的測試范圍提出了更高的要求，有的甚至高達30％以上。

現有技術中，由于受限于紅外池的線性范圍，儀器基本只能保證低硫樣品的準確性，而高硫樣品測試受非線性影響，結果就會很差。這樣就無法滿足客戶的測試需求。所以出現了部分型號儀器，以人工判斷為前提，對不同樣品采用不同的氣路和測試方法來提高測試準確度，因無統一的標準和參考，這就對實驗人員的技術素養和工作經驗提出了很高的要求，不同水平的化驗員的不同判斷會導致出現方法或結果不一致的現象。

對于單一氣路、單一紅外池、單一測試方法的測硫儀，其測試范圍不夠，高硫測試準確度較差。而對于單一氣路、雙紅外池、人工配置測試方法的測硫儀，其對測試人員經驗要求較高，標準不一。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

針對現有技術中測硫儀的測試范圍不夠或者測量標準不一的問題，本實用新型提供一種紅外測硫儀自適應測試系統。

(二)技術方案

本實用新型公開一種紅外測硫儀自適應測試系統，包括進氣接口、紅外池通道、排氣接口和控制模塊，所述進氣接口通過并聯設置的低硫直通通道與高硫緩沖通道與紅外池通道進氣口連接，所述紅外池通道的出氣口與所述排氣接口連接，所述低硫直通通道設有第一控制閥，所述高硫緩沖通道設有第二控制閥和高硫緩沖裝置，所述紅外池通道設有高硫紅外池和低硫紅外池，所述控制模塊的輸入端分別與所述高硫紅外池和所述低硫紅外池連接，其輸出端分別與所述第一控制閥和所述第二控制閥連接。

其中，所述高硫緩沖裝置包括殼體和大容量腔室，所述高硫緩沖裝置用于存儲實驗前吹掃輸入的氧氣，用于與待檢測氣體混合。

其中，所述控制模塊包括上位機和下位機。

其中，所述上位機為工控機或工作站，所述下位機為PLC、單片機或ARM系統。

其中，所述第一控制閥和所述第二控制閥為蝶閥、閘閥、球閥、安全閥、蒸汽疏水閥或截止閥。

其中，所述高硫紅外池氣室長度小于低硫紅外池氣室長度。

(三)有益效果

本實用新型公開一種紅外測硫儀自適應測試系統，本系統自適應性強、在擴展了測量范圍的同時，又保證了其測試準確性。整個實驗過程都是由控制模塊自動采集過程數據并自適應調節實驗氣路，消除了人為因素的干擾，避免了因化驗人員的經驗不同而產生的不一致現象。

附圖說明

圖1為本實用新型示意圖；

圖2為本實用新型內部結構圖。

圖中：1：第一控制閥；2：第二控制閥；3：直通氣管；4：高硫緩沖裝置；5：高硫紅外池；6：低硫紅外池；7：進氣接口；8：排氣接口；9：低硫直通通道；10：高硫緩沖通道；11：紅外池通道。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本實用新型公開了一種紅外測硫儀自適應測試系統，包括進氣接口7、紅外池通道11、排氣接口8和控制模塊，所述進氣接口7分別通過并聯設置的低硫直通通道9與高硫緩沖通道10與紅外池通道11進氣口連接，所述紅外池通道11的出氣口與所述排氣接口8連接，所述低硫直通通道9設有第一控制閥1，所述高硫緩沖通道10設有第二控制閥2和高硫緩沖裝置4，所述紅外池通道11設有串聯的高硫紅外池5和低硫紅外池6，所述控制模塊的輸入端分別與所述高硫紅外池5和所述低硫紅外池6連接，其輸出端分別與所述第一控制閥1和第二控制閥2連接。其中高硫紅外池5和低硫紅外池6的排布順序不做要求，不會影響實驗結果，本實施例先連接高硫紅外池5，再串聯低硫紅外池6。在本領域技術人員可以領悟的范圍內，本實施例中各個通道的主體為通氣導管，并選擇較優材質制成。

根據朗伯——比爾定律，I＝I₀e^-KLC，

式中：I₀——吸收前紅外光的光強度；

I——吸收后紅外光的光強度；

K——與紅外光譜和氣體性質有關的比例常數；

L——紅外池氣室的長度；

C——氣體的濃度。

該定律表明：在氣體濃度較低時，吸光度與氣體的濃度成線性關系。但是對高硫煤和高硫礦粉或者其它高硫含量的物質在燃燒整個過程中前期釋放二氧化硫的速率很快，瞬時濃度很高，后期釋放很慢，瞬時濃度很低。瞬時濃度很高時，吸光度與氣體的濃度不再成線性關系。解決的方法是減短紅外池氣室的長度，氣室減短，線性范圍會增大，就解決了瞬時濃度高的時段，但是濃度較低的時段因為氣室減短長度減少，輸出信號也較小。

本實施例中，控制模塊控制第一控制閥1開啟，氣體從低硫直通通道9進入紅外池通道11。控制模塊接收高硫紅外池5和低硫紅外池6的實時峰硫值數據，當監控到的實時硫峰值低于其設定的閾值時保持第一控制閥1開啟，同時第二控制閥2關閉，因為此時的采集的電壓在紅外池的線性區域內，所以測試準確性好，測試結果以低硫紅外池6采集結果為主，高硫紅外池5輔以參考給出。當實時硫峰值一旦高于閾值時，控制模塊打開第二控制閥2而關閉第一控制閥1，讓氣體經過一個高硫緩沖裝置4，與高硫緩沖裝置4中的氧氣充分混合，降低燃燒氣體中二氧化硫的濃度，再進入紅外池通道11。同時，控制模塊中的下位機將自動調整校準系數。測試結果以高硫紅外池5采集結果為主，低硫紅外池6輔以參考，結合校準系數，優化算法給出。實現兩池組合，即高硫紅外池5和低硫紅外池6串聯組合，擴大硫的測定范圍，提高了紅外檢測裝置的檢測精度。與現有技術中的單一氣路相比，本實用新型使用雙氣路，并利用控制模塊進行判斷，當低硫氣體進行檢測時，進入低硫直通通道，從而減少氧氣用量和實驗時間。

本實施例采用的高硫緩沖裝置4包括殼體和大容量腔室，所述高硫緩沖裝置4用于存儲實驗前吹掃輸入的氧氣，用于與待檢測氣體混合。另外所有可以降低測試氣體中含硫量的裝置都為本實施例的高硫緩沖裝置4。

本實施例的控制模塊包括上位機和下位機。所述上位機為工控機或工作站，所述下位機為PLC、單片機或ARM系統。利用PLC、單片機或ARM系統以及其他編程軟件優化算法并計算結果。

本實施例中的第一控制閥1和第二控制閥2為蝶閥、閘閥、球閥、安全閥、蒸汽疏水閥或截止閥。

本實用新型提供一種紅外測硫儀自適應測試系統，本系統自適應性強、在擴展了測量范圍的同時，又保證了其測試準確性。整個實驗過程都是由控制模塊自動采集過程數據并自適應調節實驗氣路，消除了人為因素的干擾，避免了因化驗人員的經驗不同而產生的不一致現象。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。