[发明专利]FTIR在线监测仪器的液氮自动加注系统及其控制方法

说明书

本发明属于光学仪器维护设备，具体涉及一种FTIR在线监测仪器的液氮自动加注系统及其控制方法，包括液氮储罐和加注管，所述加注管的一端从液氮储罐的瓶口插入液氮储罐内，另一端与FTIR在线监测仪器的杜瓦瓶内腔连通；所述液氮储罐内还设有电加热装置，所述加注管上设有泄压阀，所述加注系统的启停由泄压阀和电加热装置联合控制。本发明对FTIR在线监测仪器的液氮自动加注系统的泵头进行集成化设计和优化改进，通过泄压阀的闭合迫使高压氮气通入FTIR在线监测仪器内，并通过泄压阀的开启使加注系统失压，从而停止加注，并辅以加热装置进行增压，简单、高效的实现了液氮的定时、定量加注，系统稳定性好、工作精度高。

技术领域

本发明属于光学仪器维护设备，具体涉及一种FTIR在线监测仪器的液氮自动加注系统及其控制方法。

背景技术

FTIR在线监测仪器是利用红外吸收光谱对大气成分进行检测的空气检测设备，作为空气检测领域的最前沿技术，近年来发展迅速。而FTIR在线监测仪器的光谱采集需要红外信号发射单元和接收单元协同工作，其中的红外信号探测单元对温度的敏感度较高，需要保持在低温的工作环境下才能实现高精度探测，因为FTIR在线监测仪器需要对红外信号探测单元进行持续降温。

液氮温度可达-196℃，在FTIR仪器中，主要是给红外信号探测单元进行制冷，通过制冷可降低探测单元的热噪声。而FTIR仪器的杜瓦瓶加一次液氮最多使用24h，对于在线监测仪器来说需要值守维护，定时对杜瓦瓶内的液氮进行补充，这样不仅浪费人工，而且难以确保液氮的连续供给，从而影响仪器的检测精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单高效的用于FTIR在线监测仪器的液氮自动加注系统及其加注方法。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种FTIR在线监测仪器的液氮自动加注系统，包括液氮储罐和加注管，所述加注管的一端从液氮储罐的瓶口插入液氮储罐内并延伸至液氮储罐的瓶底，另一端与FTIR在线监测仪器的杜瓦瓶内腔连通；所述加注管与液氮储罐瓶口密封连接；所述液氮储罐内还设有电加热装置，所述加注管上设有泄压阀，所述加注系统的启停由泄压阀和电加热装置联合控制，当电加热装置启动且泄压阀关闭时，加注系统处于加注状态，此时液氮气化后直接进入杜瓦瓶内，当电加热装置关闭且泄压阀启动时，加注系统处于停止加注状态，液氮储罐内气化的氮气直接通过泄压阀排放至大气中。

所述泄压阀为电磁泄压阀，所述电加热装置和泄压阀的启停均通过自动控制器控制，自动控制器包括计时器，自动控制器根据设定的时间周期自动控制电加热装置和泄压阀的启停状态。

系统还包括液位计和压力传感器，所述液位计自液氮储罐的瓶口插入液氮储罐内并延伸至液氮储罐的瓶底，所述压力传感器通过软管与液氮储罐瓶口密封连通；所述加注管上还设有安全阀。

所述FTIR在线监测仪器的杜瓦瓶内还设有温度传感器，所述温度传感器的信号输出端与自动控制器电连接，所述自动控制器根据温度传感器采集的信号控制泄压阀和电加热装置的启停。

所述液氮储罐的瓶口处设有泵头底座，所述泵头底座内开设有排气通道，所述加注管与该排气通道串联，所述泄压阀和电加热装置的引线安装在泵头底座上，所述泵头底座上安装压力传感器、和/或安全阀。

所述泄压阀包括一锥状阀芯，所述泵头底座上开设有连通加注管官腔的泄压孔，所述锥状阀芯沿竖直方向往复运动并与泄压孔构成开合动作，锥状阀芯上端与继电器铁芯固接，锥状阀芯上套装有复位弹簧，复位弹簧下端与泄压孔孔口抵接。

所述泵头底座上还设有防护罩盖，各传感器引线以及控制电路板集成在防护罩盖内部，所述泄压孔也位于防护罩盖内部，所述防护罩盖顶端设有排气孔。