本發(fā)明涉及工業(yè)檢測領域，具體涉及一種電化學法一氧化碳濃度檢測裝置。

背景技術：

磨煤機是一種典型的燃料粉碎系統(tǒng)，在電熱電廠中磨煤機是用于制造鍋爐燃燒所需煤粉的最核心設備，其工作運行狀況對整個電廠系統(tǒng)的經(jīng)濟盈利性和安全可靠性有重要的影響。磨煤機在研磨煤粉過程中，塊狀煤炭經(jīng)研磨并與空氣中的氧氣混合，伴隨著摩擦生熱，會發(fā)生不完全的氧化反應，從而產(chǎn)生一氧化碳。氧化反應放熱又促使溫度升高，當溫度達到一定程度時，煤粉會發(fā)生自燃，甚至是引起爆炸。一氧化碳預警能夠比溫度預警系統(tǒng)提前1-1.5小時，從而給維護人員更多的時間排除險情。因此，檢測磨煤機內(nèi)部的一氧化碳氣體濃度是電熱電廠中重要的預警方法。

目前，國內(nèi)外檢測一氧化碳氣體濃度方法眾多，其中主要有電化學法、固態(tài)電離法和紅外吸收法。固態(tài)電離法測量氣體范圍廣，傳感器壽命長，原理簡單，但是對氣體成分的區(qū)分性較差，精度不夠高。紅外吸收法檢測氣體的響應速度快，測量精度較高，但對氣室等機械設計的要求很高，成本也很高。電化學方法原理簡單，成本低廉，測量精度比光學法高，由于本產(chǎn)品的測量室有恒溫功能，克服了電化學法測一氧化碳受環(huán)境溫度變化的影響，且進氣口有濾水裝置，減小了待測氣體中的濕度對電化學探測器的影響，從而保證了儀器長時間測量的穩(wěn)定性。現(xiàn)在國內(nèi)使用的磨煤機檢測一氧化碳的裝置一般采用國外進口產(chǎn)品，不僅價格高昂，而且后期維護也很復雜，不利于國內(nèi)電廠大規(guī)?；褂?。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種測量精度高，長時間測量穩(wěn)定的，封閉式的，受環(huán)境影響小的，且成本相對較低的電化學法的磨煤機用一氧化碳檢測裝置。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種電化學法一氧化碳濃度檢測裝置，包括恒溫測量氣室、抽氣泵、取樣電磁閥、標定電磁閥、加熱制冷模塊、電化學信號采集模塊和控制系統(tǒng)，所述恒溫測量氣室上設有進氣通道，所述進氣通道上設有抽氣泵和取樣電磁閥，所述恒溫測量氣室內(nèi)部設有加熱制冷模塊、溫濕度傳感器和電化學信號采集模塊，所述進氣通道上還連接有標定通道，所述標定通道上設有標定電磁閥，所述取樣電磁閥、標定電磁閥、電化學信號采集模塊、溫濕度傳感器、加熱制冷模塊均與所述控制系統(tǒng)連接。

作為優(yōu)選，所述電化學信號采集模塊包括一氧化碳電化學探頭和氧氣電化學探頭。

作為優(yōu)選，所述進氣通道的進氣口還設有顆粒過濾器。

作為優(yōu)選，所述進氣通道上還連接有反吹通道，所述反吹通道上設有反吹電磁閥，所述反吹電磁閥與所述控制系統(tǒng)連接，所述反吹通道的端部設有壓縮空氣入口。

作為優(yōu)選，所述反吹通道與進氣通道的連接處位于所述取樣電磁閥與顆粒過濾器之間。

作為優(yōu)選，所述反吹電磁閥為脈沖式電磁閥。

作為優(yōu)選，所述進氣通道內(nèi)還設有壓力傳感器，所述壓力傳感器位于顆粒過濾器與反吹通道之間。

作為優(yōu)選，所述進氣通道上還設有除水器。

作為優(yōu)選，所述控制系統(tǒng)包括單片機一、單片機二和輸入輸出裝置，所述單片機一與所述取樣電磁閥、標定電磁閥、電化學信號采集模塊、溫濕度傳感器、加熱制冷模塊相連，所述單片機二與輸入輸出裝置相連，所述單片機一與單片機二之間可相互傳輸信息。

作為優(yōu)選，所述輸入輸出裝置包括輸入鍵盤和顯示屏，所述輸入鍵盤和顯示屏均與所述單片機二相連接。

本發(fā)明的有益效果是：

1、采用能恒定速率的抽氣泵抽取待測氣體，避免恒溫測量氣室內(nèi)壓力變化對測量結(jié)果的影響。2、采用對恒溫測量氣室保持高溫的方式，對吸入的待測氣體進行加熱，避免待測氣體在測量室內(nèi)產(chǎn)生冷凝水，減少冷凝水對測量結(jié)果的影響。3、采用的是apollo公司的af3系列的電化學探頭，不僅精度好，而且壽命長。4.三個電磁閥的相互作用，可使系統(tǒng)自動完成檢測待測氣體濃度、防堵塞反吹掃和調(diào)零校準。5采用的是stm32單片機工作，相對于一般的單片機如avr，處理速度更快，更穩(wěn)定，可以使得系統(tǒng)運行地更加流暢。6、由于本發(fā)明采用的電磁閥、單片機、抽氣泵、加熱制冷模塊等均是常用器件，大大降低了成本及后期維護的成本。本發(fā)明具有檢測精度高（相對光學法高很多），響應速度快，維護成本低，受環(huán)境影響較小的優(yōu)點，可以廣泛應用于熱電廠磨煤機對一氧化碳濃度的檢測中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的工作流程圖。

附圖標記列表：

1-恒溫測量氣室；2-進氣通道；3-電化學信號采集模塊；4-溫濕度傳感器；5-加熱制冷模塊；6-抽氣泵；7-取樣電磁閥；8-反吹通道；9-反吹電磁閥；10-標定通道；11-標定電磁閥；12-顆粒過濾器；13-除水器；14-進氣口；15-壓縮空氣入口；31-一氧化碳電化學探頭，32-氧氣電化學探頭。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步描述：

如圖1、圖2所示，一種電化學法一氧化碳濃度檢測裝置，包括恒溫測量氣室1、抽氣泵6、取樣電磁閥7、標定電磁閥11、加熱制冷模塊5、電化學信號采集模塊3和控制系統(tǒng)，恒溫測量氣室1上設有進氣通道2，進氣通道2上設有抽氣泵6和取樣電磁閥7，恒溫測量氣室1上還設有出氣口16，恒溫測量氣室1內(nèi)部設有加熱制冷模塊5、溫濕度傳感器4和電化學信號采集模塊3，進氣通道2上還連接有標定通道10，,標定通道10上設有標定電磁閥11，取樣電磁閥7、標定電磁閥11、電化學信號采集模塊3、溫濕度傳感器4、加熱制冷模塊5均與控制系統(tǒng)連接。電化學信號采集模塊3包括一氧化碳電化學探頭31和氧氣電化學探頭32。進氣通道2上還設有除水器13。

為了防止雜質(zhì)進入恒溫測量氣室1而影響測量的準確性，進氣通道2的進氣口14還設有顆粒過濾器12。

為了防止進氣通道2的進氣口14堵塞，進氣通道2上還連接有反吹通道8，反吹通道8上設有反吹電磁閥9，反吹電磁閥9與控制系統(tǒng)連接，反吹通道8的端部設有壓縮空氣入口15。反吹通道8與進氣通道2的連接處位于取樣電磁閥7與顆粒過濾器12之間。反吹電磁閥9為脈沖式電磁閥。進氣通道2內(nèi)還設有壓力傳感器，壓力傳感器位于顆粒過濾器12與反吹通道8之間。

控制系統(tǒng)包括單片機一、單片機二和輸入輸出裝置，單片機一與取樣電磁閥7、反吹電磁閥9、標定電磁閥11、電化學信號采集模塊3、溫濕度傳感器4、加熱制冷模塊5相連，單片機二與輸入輸出裝置相連，單片機一與單片機二之間可相互傳輸信息。輸入輸出裝置包括輸入鍵盤和顯示屏，輸入鍵盤和顯示屏均與單片機二相連接。

電化學信號采集模塊3將采集到的數(shù)據(jù)傳給單片機一；單片機一的作用是將溫度、濕度、co濃度和o2濃度傳給顯示屏和單片機二、和遠端監(jiān)控室進行通信、監(jiān)測恒溫測量氣室1的溫度并控制加熱制冷模塊5加熱或制冷保持恒溫測量氣室1恒溫、控制三個電磁閥的通斷、控制抽氣泵6的啟動或停止工作、并輸出測量氣體濃度對應的4-20ma電流。單片機二根據(jù)單片機一傳來的數(shù)據(jù)，控制顯示屏顯示一氧化碳濃度值、氧氣濃度值，通過輸入鍵盤設置自動校準調(diào)零、查看溫度壓力等測量參數(shù)。

本例中使用的單片機一和單片機二均為stm32單片機，一氧化碳電化學探頭31和氧氣電化學探頭32的型號分別是apollo公司的co-af3和o2-af3，這兩款探頭不僅測量精度高，而且壽命長，長達三年以上，避免了相對于老式電化學需要經(jīng)常換探頭的缺點。

本發(fā)明的使用方法及工作原理如下：

使用本發(fā)明檢測磨煤機內(nèi)一氧化碳濃度時，先將進氣通道2的入口與磨煤機內(nèi)部連通，測量時，反吹電磁閥9和標定電磁閥11關閉，取樣電磁閥7打開，在抽氣泵6的作用下，磨煤機內(nèi)的待測氣體被緩慢均勻地吸入到恒溫測量氣室1內(nèi)，顆粒過濾器12可以將煤粉過濾掉。然后除水器13把抽取進來的氣體中的水除去，降低抽入氣體的濕度，減少水對電化學探頭測量的影響。在恒溫測量氣室1中，采用加熱制冷模塊5對恒溫測量氣室1內(nèi)的溫度進行控制，通過溫濕度傳感器4實時監(jiān)測恒溫測量氣室1內(nèi)的溫度并將數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)及時對加熱制冷模塊5進行控制從而保持恒溫測量氣室1內(nèi)的溫度恒定，保證測量的精度。

因為磨煤機內(nèi)煤粉較多，長時間抽取磨煤機內(nèi)的氣體可能會堵塞進氣口14，所以需要定時對進氣口14進行反吹掃。標定電磁閥11和取樣電磁閥7關閉，反吹電磁閥9打開，反吹電磁閥9通過“脈沖式”控制對顆粒過濾器12進行清潔，同時監(jiān)控壓力衰減所需時間；如果顆粒過濾器12不干凈，壓力值需要數(shù)秒的時間（通常為“清潔”衰減時間的五倍）才能衰減到初始值。壓力衰減所需的時間還取決于取樣管線的長度和直徑，因此，系統(tǒng)在首次安裝顆粒過濾器12清潔時，記錄此時的壓力傳感器壓力值和初始衰減時間作為基準。當壓力衰減時間大于初始衰減時間的5倍時，單片機一發(fā)出進氣口14堵塞的報警信息。

在使用過程中，有時需要對裝置進行調(diào)零校準，在調(diào)零校準模式時，反吹電磁閥9和取樣電磁閥7關閉，標定電磁閥11打開，將外界空氣吸入到恒溫測量氣室1中，此時測量室濃度為零，按照此時的濃度對系統(tǒng)進行校準。

本發(fā)明方案所公開的技術手段不僅限于上述實施方式所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。