傳感器裝置和用于分析過(guò)程室內(nèi)混合氣體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)存在于過(guò)程室內(nèi)的混合氣體進(jìn)行分析以及尤其是相宜地造成所要分析的氣體從過(guò)程室向與過(guò)程室相距設(shè)置的氣體傳感器的流動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在產(chǎn)生或處理氣體的工業(yè)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，必須要對(duì)其參數(shù)、例如成分、溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因而要使用相應(yīng)的氣體傳感器。但這種類型的氣體傳感器通常不能直接在測(cè)量地點(diǎn)上定位，因?yàn)槟抢锎嬖趯?duì)傳感器不適合的條件，例如過(guò)高的溫度。但為了能夠確定氣體參數(shù)，要求傳感器與測(cè)量地點(diǎn)以適當(dāng)?shù)木嚯x定位。所要分析的氣體在這種情況下必須從測(cè)量地點(diǎn)通過(guò)適合的輸送管道向氣體傳感器輸送。
[0003]例如在DE 10 2012 217 596中，為測(cè)量熱電站鍋爐內(nèi)的腐蝕性條件使用傳感器裝置，該傳感器裝置具有帶通向鍋爐內(nèi)部開口的穿過(guò)鍋爐壁的氣體導(dǎo)流裝置和鍋爐外面的傳感器室。在傳感器室內(nèi)設(shè)置用于對(duì)探測(cè)鍋爐內(nèi)的燃燒進(jìn)行化學(xué)計(jì)量的傳感元件，以便此外為提高能效以及為限制排放而監(jiān)測(cè)燃燒。但傳感器室內(nèi)的傳感器與本身的測(cè)量地點(diǎn)分開設(shè)置。
[0004]如果現(xiàn)在測(cè)量氣體處于具有低壓或普遍具有可變壓力條件的區(qū)域內(nèi)，那么為確保連續(xù)和可靠的監(jiān)測(cè)，必須主動(dòng)將氣體從測(cè)量地點(diǎn)向傳感元件輸送。為此一般情況下使用單獨(dú)的泵，它從測(cè)量地點(diǎn)抽取一部分氣體并向傳感器室內(nèi)的傳感元件輸送。但這種外部的泵對(duì)于總系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一筆附加的開支，同時(shí)，除了相應(yīng)的附加成本外，還不利地表現(xiàn)出泵有限的運(yùn)行安全性和最終的使用壽命。
[0005]為避開通過(guò)使用泵引起的這些缺點(diǎn)，系統(tǒng)例如可以無(wú)泵運(yùn)行，其中，作為氣體從測(cè)量地點(diǎn)到傳感元件的運(yùn)輸機(jī)構(gòu)而利用氣體本來(lái)存在的擴(kuò)散。但這一點(diǎn)明顯延遲了測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題因此在于，提供一種用于分析過(guò)程室內(nèi)氣體的方法，其中上面詳細(xì)列舉的有關(guān)從過(guò)程室向氣體傳感器產(chǎn)生氣流的的缺點(diǎn)得到消除并保證氣體傳感器在裝置的運(yùn)行期間被氣體過(guò)流。
[0007]上述技術(shù)問(wèn)問(wèn)題通過(guò)一種用于分析過(guò)程室內(nèi)氣體的傳感器裝置以及一種用于分析過(guò)程室內(nèi)氣體的方法得以解決。。
[0008]用于分析過(guò)程室內(nèi)的氣體依據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置具有殼體以及用于分析至少一部分氣體的氣體傳感器，其中，氣體傳感器設(shè)置在殼體內(nèi)的確定位置上。傳感器裝置此外具有供氣管道，用于將殼體與過(guò)程室連接，將一部分氣體從過(guò)程室輸送到殼體內(nèi)和確定位置。傳感器裝置此外包括用于將氣體從殼體排出的排氣管道。傳感器裝置的特征在于聲波轉(zhuǎn)換器，用于將至少一部分氣體產(chǎn)生從過(guò)程室通過(guò)供氣管道到殼體內(nèi)的確定位置上并繼續(xù)到排氣管道的氣流。
[0009]由此有利地達(dá)到通向氣體傳感器的確定和可靠的氣流。
[0010]傳感器裝置的擴(kuò)展設(shè)計(jì)舉例如下:
[0011]聲波轉(zhuǎn)換器可以是一個(gè)超聲波傳感器，特別是壓電的超聲振蕩單元。壓電的超聲振蕩單元除了本身的超聲波振蕩外，也產(chǎn)生從轉(zhuǎn)換器向外的氣流，所謂的超聲波風(fēng)。它們?cè)诼曨l和振幅方面很小、牢固而靈活。具有優(yōu)點(diǎn)的是，聲波轉(zhuǎn)換器不包括運(yùn)動(dòng)部件，這種運(yùn)動(dòng)部件受到污染而出現(xiàn)故障和不能承受明顯磨損。
[0012]-傳感器裝置可以包括用于聲波轉(zhuǎn)換器的控制電子裝置，該控制電子裝置設(shè)計(jì)為，借助聲波轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生頻率高于25kHz的聲波。換句話說(shuō)，使用不產(chǎn)生噪聲負(fù)擔(dān)的超聲波。
[0013]傳感器裝置可以包括用于加熱殼體內(nèi)氣體的加熱裝置，以釋放熱對(duì)流以及包括上升管，其中，上升管這樣設(shè)置，使氣體通過(guò)加熱裝置加熱的部分在上升管內(nèi)上升。由此產(chǎn)生附加的增強(qiáng)氣流的力。
[0014]-加熱裝置可以包括對(duì)氣體傳感器傳感元件的加熱。如果氣體傳感器本來(lái)就加熱，那么可以同時(shí)利用氣體傳感器的加熱裝置增強(qiáng)氣流，只要存在上升管，也就是殼體或供氣管道的一部分，該部分在運(yùn)行中在水平線的外面并從加熱的地方向上延伸。
[0015]-加熱裝置可以包括珀?duì)柼＿@種元件是一種小尺寸的熱源。特別優(yōu)選的是，殼體內(nèi)除了上升管之外還具有下降管以及還將珀?duì)柼O(shè)置為，使其將熱量從下降管的區(qū)域驅(qū)使到上升管的區(qū)域內(nèi)。
[0016]-傳感器裝置可以包括半導(dǎo)體基的氣體傳感器。這種氣體傳感器簡(jiǎn)單和便于制造并在低選擇性下具有高靈敏度，因此特別適合在狹窄的特定環(huán)境下，例如在燃燒過(guò)程中使用。
[0017]-傳感器裝置優(yōu)選地可以在發(fā)電站的燃燒室內(nèi)使用。燃燒室包括限定燃燒室的燃燒室壁和傳感器裝置，其中，供氣管道和排氣管道貫穿燃燒室壁地設(shè)置。例如，傳感器裝置特別是在熱電站采用化石燃料燃燒的蒸汽發(fā)生器煙氣通流的鍋爐內(nèi)使用，用于測(cè)量煙氣中的CO和/或0)2和/或O 2的濃度。
[0018]在用于分析過(guò)程室內(nèi)氣體的依據(jù)本發(fā)明的方法中，
[0019]-用于分析至少一部分氣體的氣體傳感器設(shè)置在殼體內(nèi)確定的位置上，
[0020]-殼體借助供氣管道和排氣管道與過(guò)程室連接，
[0021]-至少一部分氣體產(chǎn)生從過(guò)程室通過(guò)供氣管道到殼體內(nèi)的確定位置上并繼續(xù)到排氣管道的氣流。氣流借助聲波轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生。
[0022]依據(jù)本發(fā)明，因此所要測(cè)量的氣體在使用借助聲波轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的氣流情況下，從過(guò)程室通過(guò)供氣管道吸入殼體內(nèi)。在氣體掃過(guò)氣體傳感器并由該氣體傳感器分析之后，氣體通過(guò)排氣管道重新從殼體排出并例如返回到過(guò)程室內(nèi)。
[0023]根據(jù)裝置的應(yīng)用領(lǐng)域，一般也可以使氣體不返回過(guò)程室內(nèi)，而是排放到大氣或其他適當(dāng)?shù)牡胤?，也就是說(shuō)，排氣管道不與過(guò)程室連接。
[0024]但在使用在發(fā)電站的燃燒室內(nèi)的情況下，由于燃燒室內(nèi)很高的流動(dòng)速度和殼體內(nèi)可以達(dá)到的比較低的速度而優(yōu)選的是，供氣管道和排氣管道彼此非常挨近地一起通入燃燒室內(nèi)。例如，供氣管道和排氣管道可以同軸地導(dǎo)入燃燒室內(nèi)，以便將供氣管道和排氣管道內(nèi)的壓差保持在盡可能小的程度上。
[0025]在本發(fā)明的框架內(nèi)，概念“垂直”和“水平”涉及整體根據(jù)重力作用確定的坐標(biāo)系。同樣地也適用于概念如“向上”和“向下”。
【附圖說(shuō)明】
[0026]現(xiàn)借助附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選的，但不僅限于此的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在此方面，唯一的附圖示出用于分析過(guò)程室內(nèi)氣體的傳感器裝置的第一實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1示出依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的熱電站內(nèi)的燃燒室3的一部分。燃燒室3包括燃燒室壁30和處于燃燒室內(nèi)的氣體2，例