(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210586634.4 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 国家石油天然气管网集团有限公司 地址 100013 北京市朝阳区东土城路5号A 座6层08-10室 (72)发明人 李超　常大伟　赵雄飞　石俊锋　 陈冠玮　殷若鹏　张芳　陈星玮　 杜春龙　张晓戎　裴志刚　曹建　 李杰　高志春　 (74)专利代理 机构 苏州科权知识产权代理事务 所(普通合伙) 32561 专利代理师 施王蓉 (51)Int.Cl. G01N 15/06(2006.01) G01N 21/01(2006.01)G01N 21/51(2006.01) (54)发明名称 一种用于 颗粒物在线监测的装置及系统 (57)摘要 本发明公开了一种用于颗粒物在线监测的 装置及系统， 所述监测装置包括监测传感器、 电 控箱、 若干信号线路、 过滤器和天然气管道； 所述 过滤器的两侧与天然气管道连通， 所述过滤器的 顶部设置有压差计， 且压差计的两侧均与天然气 管道配合， 所述过滤器两侧的底部均设置有采样 口， 所述采样口开设于天然气管道的底部， 一侧 所述天然气管道的顶部设置有两个压力表， 且压 力表与电控箱连接。 本发明通过设置监控装置和 系统， 用于监测高压输气管道内颗粒物浓度， 以 及分析高压输气管道过滤分离设备的过滤性能。 可满足大多数工况下的天然气站场要求， 特别适 用于输气管道内颗粒物浓度较高， 过滤设备经常 失效的天然气站场。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 114993901 A 2022.09.02 CN 114993901 A 1.一种用于颗粒物在线监测装置， 其特征在于： 所述监测装置包括监测传感器(1)、 电 控箱(2)、 若干信号线路、 过 滤器(3)和天然气管道(4)； 所述过滤器(3)的两侧与天然气管道(4)连通， 所述过滤器(3)的顶部设置有压差计 (5)， 且压差计(5)的两侧均与天然气管道(4)配合， 所述过滤器(3)两侧的底部均设置有采 样口(6)， 所述采样口(6)开设于天然气管道(4)的底部， 一侧所述天然气管道(4)的顶部设 置有两个压力表(7)， 且压力表(7)与电控箱(2)连接， 另一侧所述天然气管道(4)的顶部设 置有流量计(8)和温度计(9)， 且流量计(8)和温度计(9)与电控箱(2)连接， 所述天然气管道 (4)表面远离过滤器(3)的一端设置有监测传感器(1)， 所述 天然气管道(4)的两端均设置有 高压球阀(10)， 另一侧所述监测传感器(1)和高压球阀(10)之间设置有球阀(11)， 所述球阀 (11)与天然气管道(4)连通； 所述电控箱(2)的内部设置有电源和电倍增管， 所述监测传感器(1)将信号线集中到一 台电控箱(2)中， 集中显示数值和通讯。 2.如权利要求1所述的一种用于颗粒物在线监测装置， 其特征在于： 所述监测传感器 (1)与天然气管道(4)采用法兰 连接的形式， 所述监测传感器(1)与天然气管道(4)设置有两 个耐高压 镜片视窗， 所述耐高压 镜片视窗采用球面镜片设计。 3.如权利要求2所述的一种用于颗粒物在线监测装置的系统， 其特征在于： 所述监测系 统包括光源、 照明系统、 散射光收集系统和信号处理系统， 光源发出的光经过照明系统后准 直为一束平行光射入含尘气流管道， 接受光路接收粒子群散射光 强的大小 取决于粉尘大小 及光波长， 颗粒 的散射光通过接收系统传递至光电传感器， 光电传感器光信号转换成电信 号， 经电信号的测量脉冲数目和单个脉冲的高度， 进而计算得到被测气体中的含尘浓度和 粒度分布。 4.如权利要求3所述的一种用于颗粒物在线监测装置的系统， 其特征在于： 所述探测环 状立体角内的光通量， 面元ds与入射光线垂直， θ1和θ2为两个环与原点连线与y轴的夹角， 表示面元的边与x轴的夹角。 5.如权利要求4所述的一种用于颗粒物在线监测装置的系统， 其特征在于： 在均匀介质 中沿直线传播， 当遇到不均匀介质时发生散射， 即光偏离其直线传播方向的现象， 光后向散 射当一束强度为I0的入射光进入管道后， 碰到微小的烟尘颗粒物使光强减弱， 并产生多束 散射光， 探测器接收后向散射 光信号， 通过 换算， 测量出颗粒物浓度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114993901 A 2一种用于颗粒物在线 监测的装 置及系统 技术领域 [0001]本发明属于颗粒物在线监测技术领域， 尤其涉及 一种用于颗粒物在线监测的装置 及系统。 背景技术 [0002]目前通常是将天然气管道内 的气体引出到检测仪器后分析颗粒物的浓度的粒度， 然后通过对比分析去评价过滤分离设备 的运行性能。 然而这种 方法不仅费时费力， 而且对 于管道内颗粒物含量和过滤分离设备 的运行状态无法时刻记录和分析， 因此， 需要开发一 套高压天然气站场用的颗粒物在线监测装置及系统， 用于实时分析管道内的颗粒物含量和 过滤分离设备 的运行状态， 并且可根据大量的运行数据去预测过滤元件的运行寿命， 为站 场及时更 换过滤元件提供 可靠的依据。 发明内容 [0003]针对现有技术存在的问题， 本发明提供了一种用于颗粒物在线监测的装置及系 统， 具备实时分析管道内的颗粒物含量和过滤分离设备运行状态的优点， 解决了目前无法 实时记录和分析 管道内的颗粒物含量以及过 滤分离设备运行状态的问题。 [0004]本发明是这样实现的， 一种用于颗粒物在线监测的装置及系统， 所述监测装置包 括监测传感器、 电控箱、 若干信号线路、 过 滤器和天然气管道； [0005]所述过滤器的两侧与天然气管道连通， 所述过滤器的顶部设置有压差计， 且压差 计的两侧均与天然气管道配合， 所述过滤器两侧的底部均设置有采样口， 所述采样口开设 于天然气管道的底部， 一侧所述天然气管道的顶部设置有两个压力表， 且压力表与电控箱 连接， 另一侧所述天然气管道的顶部设置有流量计和温度计， 且流量计和温度计与电控箱 连接， 所述天然气管道表面远离过滤器的一端设置有监测传感器， 所述天然气管道的两端 均设置有高压球阀， 另一侧所述监测传感器和高压球阀之间设置有球阀， 所述球阀与天然 气管道连通； [0006]所述电控箱的内部设置有电源和电倍增管， 所述监测传感器将信号线集中到一台 电控箱中， 集中显示数值和通讯。 [0007]作为本发明优选 的， 所述监测传感器与天然气管道采用法兰连接的形式， 所述监 测传感器与天然气管道设置有两个耐 高压镜片 视窗， 所述耐 高压镜片 视窗采用球面镜片设 计。 [0008]作为本发明优选的， 所述监测系统包括光源、 照明系统、 散射光收集系统和信号处 理系统， 光源发出 的光经过照明系统后准直为一束平行光射入含尘气流管道， 接受光路接 收粒子群散射光 强的大小 取决于粉尘大小及光波长， 颗粒的散射光通过接收系统传递至光 电传感器， 光电传感器光信号转换成电信号， 经电信号的测量脉冲数目和单个脉冲的高度， 进而计算得到被测气体中的含尘浓度和粒度分布。 [0009]作为本发明优选的， 所述探测环状立体角内的光通量， 面元ds与 入射光线垂直， θ 1说　明　书 1/4 页 3 CN 114993901 A 3