阅读说明：本技术 一种气体含量测试装置及其测试方法和应用 (Gas content testing device and testing method and application thereof ) 是由 李波 孟宪钊 徐凯 周天福 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种气体含量测试装置及其测试方法和应用。本发明的一种气体含量测试装置,包括单作用气缸、压力传感器和驱动装置；单作用气缸的压力室设有与其内部相通的进气口和出气口,且进气口和出气口均设有打开或关闭其的阀门,进气口通过进气管与气源相连通,压力传感器设置在压力室内用于检测其内部压力,驱动装置与单作用气缸的活塞杆传动连接,以驱动活塞杆沿单作用气缸的缸筒运动。本发明的测试装置不需要水等其他液体介质参与,通过电机控制气缸活塞杆的运动能够实时保证进气端和出气端的压力平衡,测试结果简单明了。本发明的测试方法直接可靠,可行性高,计量精度高,稳定性好,测试成本低廉。(The invention discloses a gas content testing device and a testing method and application thereof. The invention relates to a gas content testing device, which comprises a single-action cylinder, a pressure sensor and a driving device, wherein the single-action cylinder is arranged on the single-action cylinder; the pressure chamber of the single-action cylinder is provided with an air inlet and an air outlet which are communicated with the interior of the single-action cylinder, the air inlet and the air outlet are respectively provided with a valve for opening or closing the air inlet, the air inlet is communicated with an air source through an air inlet pipe, a pressure sensor is arranged in the pressure chamber and used for detecting the internal pressure of the pressure chamber, and a driving device is in transmission connection with a piston rod of the single-action cylinder so as to drive the piston rod to move along the cylinder. The testing device provided by the invention does not need other liquid media such as water, the pressure balance of the air inlet end and the air outlet end can be ensured in real time by controlling the movement of the piston rod of the air cylinder through the motor, and the testing result is simple and clear. The testing method is direct and reliable, high in feasibility, high in metering precision, good in stability and low in testing cost.)

一种气体含量测试装置及其测试方法和应用

技术领域

本发明涉及气体测试技术领域，尤其涉及一种气体含量测试装置及其测试方法和应用。

背景技术

目前，很多气体的体积测量多采用容积法原理中的排水法、pVT法原理中的一种或几种结合的方式进行有效的量值传递。但是对于某些极易溶于水的气体，或者是测试环境比较艰难的条件下，却很难实现准确的检测待侧气体的气量。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种气体含量测试装置及其测试方法和应用。

本发明的一种气体含量测试装置，包括单作用气缸、压力传感器和驱动装置；所述单作用气缸的压力室设有与其内部相通的进气口和出气口，且所述进气口和出气口均设有打开或关闭其的阀门，所述进气口通过进气管与气源相连通，所述压力传感器设置在所述压力室内用于检测其内部压力，所述驱动装置与所述单作用气缸的活塞杆传动连接，以驱动所述活塞杆沿所述单作用气缸的缸筒运动。

优选的，所述驱动装置包括滚动丝杠和电机，所述活塞杆的一端与所述滚珠丝杠的螺母座连接固定，所述电机与所述丝杆传动连接，驱动所述丝杆转动，带动所述活塞杆沿所述单作用气缸的缸筒运动。

优选的，所述阀门均为电磁阀。

优选的，所述进气口和出气口为一个出口，所述阀门为二位三通阀，所述二位三通阀的一个通口与所述压力室内部连通，一个通口为进气口，且与气源连通，剩下一个通口为出气口，且与外部相通。

优选的，所述二位三通阀为电磁阀。

优选的，还包括控制器，所述控制器分别与所述压力传感器、所述阀门和电机电连接。

一种页岩解吸气含量测试装置，包括解吸气分离装置和上述的气体含量测试装置，所述解吸气分离装置的解吸气出口通过软管与所述进气口连通。

一种气体含量测试方法，使用上述的气体含量测试装置，具体步骤如下：

S1：所述缸筒的横截面面积已知为S，记录所述活塞杆初始位置L₁，所述压力传感器检测压力室内初始压力P₁；

S2：打开所述进气口，气源向所述压力室充气一段时间T，关闭所述进气口，然后所述驱动装置带动所述活塞杆向远离缸筒底部的方向运动，至所述压力传感器检测压力室内压力P₂＝P₁，记录此时所述活塞杆位置L₂，然后打开所述出气口将气体放出，且所述驱动装置带动所述活塞杆恢复原位，并关闭出气口，则T时间内气源的进气量V＝S×(L₂-L₁)；

S3：再次打开所述进气口，重复步骤S2，即可测得所有未知气体的气量。

本发明的一种气体含量测试装置不需要水等其他液体介质参与，通过电机控制气缸活塞杆的运动能够实时保证进气端和出气端的压力平衡，测试结果简单明了。本发明的测试方法直接可靠，可行性高，计量精度高，稳定性好，测试成本低廉。

附图说明

图1为本发明的一种气体含量测试装置的结构示意图；

图2为本发明的一种页岩解吸气含量测试装置。

1-单作用气缸；11-压力室；12-进气口；13-出气口；14-进气管；15-活塞杆；16-缸筒；2-压力传感器；3-驱动装置；31-电机；32-滚珠丝杠；321-螺母座；322-丝杆；4-阀门；5-控制器；6-解吸气分离装置。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本发明的一种气体含量测试装置，包括单作用气缸1、压力传感器2和驱动装置3；单作用气缸1的压力室11设有与其内部相通的进气口12和出气口13，且进气口12和出气口13均设有打开或关闭其的阀门4，进气口12通过进气管14与气源相连通，压力传感器2设置在压力室11内用于检测其内部压力，驱动装置3与单作用气缸1的活塞杆15传动连接，以驱动活塞杆15沿单作用气缸1的缸筒16运动。

本发明的一种气体含量测试装置不需要水等其他液体介质参与，通过电机31控制气缸活塞杆15的运动能够实时保证进气端和出气端的压力平衡，测试结果简单明了。

驱动装置3的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，驱动装置3可以包括滚珠丝杠32和电机31，活塞杆15的一端与滚珠丝杠32的螺母座321连接固定，电机31与滚珠丝杠32的丝杆322传动连接，驱动丝杆322转动，带动活塞杆15沿单作用气缸1的缸筒16运动。

在一种可实施的方式中，进气口12和出气口13可以为两个口子，进气口12和出气口13上的阀门4可以均为电磁阀。

在另一种可实施的方式中，进气口12和出气口13可以为一个出口，阀门4为二位三通阀，二位三通阀的一个通口与压力室11内部连通，一个通口为进气口12，且与气源连通，剩下一个通口为出气口13，且与外部相通。二位三通阀可以为电磁阀。

还可以包括控制器5，控制器5分别与压力传感器2、阀门4和电机31电连接。在又控制器5时，测量气体的具体过程为：

S1：缸筒16的横截面面积已知为S，记录活塞杆15初始位置L₁，压力传感器2检测压力室11内初始压力P₁；

S2：控制器5控制二位三通阀中为进气口12的一个通口打开，气源向压力室11充气一段时间T，控制器5控制二位三通阀中为进气口12的一个通口关闭，然后控制驱动装置3带动活塞杆15向远离缸筒16底部的方向运动，至压力压力传感器2检测压力室11内压力P₂＝P₁，记录此时活塞杆15位置L₂，控制器5控制二位三通阀中为出气口13一个通口打开的将气体放出，且驱动装置3带动活塞杆15恢复原位，并关闭出气口13，则T时间内气源的进气量V＝S×(L₂-L₁)；

S3：控制器5再次控制二位三通阀中为进气口12的一个通口打开，重复步骤S2，即可测得所有未知气体的气量。

页岩气由解吸气、残余气、损失气三个部分组成，其中解吸气量是利用解吸气含量测试装置，通过现场岩心样品进行解吸试验直接获得，因此，要有效地评价某地区的页岩储量，准确测试页岩含气量，必须提供一种能够准确测试页岩解吸气的方法和装置设备。

如图2所示，一种页岩解吸气含量测试装置，可以包括解吸气分离装置6和上述的气体含量测试装置，解吸气分离装置6的解吸气出口通过软管与进气口12连通。在这里解吸气分离装置6的解吸气为气体含量测试装置的气源。

一种气体含量测试方法，使用上述的气体含量测试装置，具体步骤如下：

S1：缸筒16的横截面面积已知为S，记录活塞杆15初始位置L₁，压力传感器2检测压力室11内初始压力P₁；

S2：打开进气口12，气源向压力室11充气一段时间T，关闭进气口12，然后驱动装置3带动活塞杆15向远离缸筒16底部的方向运动，至压力压力传感器2检测压力室11内压力P₂＝P₁，记录此时活塞杆15位置L₂，然后打开出气口13将气体放出，且驱动装置3带动活塞杆15恢复原位，并关闭出气口13，则T时间内气源的进气量V＝S×(L₂-L₁)；

S3：再次打开进气口12，重复步骤S2，即可测得所有未知气体的气量。

以上未涉及之处，适用于现有技术。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。