專利名稱：一種快捷檢測氫氣組分的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種快捷檢測氫氣組分的裝置技術(shù)領(lǐng)域本技術(shù)涉及氣體分析領(lǐng)域，尤其涉及針對(duì)高純氫氣分析。
背景技術(shù)：
目前，氫氣在能源領(lǐng)域已充分顯現(xiàn)出自身多方面的優(yōu)勢。電子、有機(jī)合 成、石英加工等領(lǐng)域?qū)錃饧兌纫蔡岢龈叩囊?，目前用于制備氫氣的原料如?。表 1 在以上生產(chǎn)工藝中經(jīng)凈化后的氫氣產(chǎn)品主要存在如表2的雜質(zhì)。GB/T7445-1995表2 在對(duì)雜質(zhì)分析過程中，尤其高純氫以上純度等級(jí)的分析，對(duì)儀器的檢測限提出了 更高的要求。目前行業(yè)普遍采用的氣體分析方式為氧(氬)和氮含量測定的原理是采用變溫吸附濃縮技術(shù)，以熱導(dǎo)檢測器檢測。首 先使樣品氣中被測組分在液氮溫度下的濃縮柱上定量吸附，然后升溫脫附，因而使樣品中 被測組分預(yù)先提濃，再經(jīng)過色譜柱分離后檢測。被測組分先進(jìn)入熱導(dǎo)池引起橋流阻值的變化與其含量成比例，由此可以測定出氧(氬)和氮含量。一氧化碳、二氧化碳、甲烷含量測定原理是采用變溫濃縮轉(zhuǎn)化技術(shù)，以氫焰檢測器 測定。首先將被測組分經(jīng)濃縮柱提濃，然后經(jīng)色譜柱分離，再將其中一氧化碳、二氧化碳經(jīng) 催化加氫轉(zhuǎn)化為甲烷，依次進(jìn)入離子化室，在火焰中生成離子，由于離子數(shù)與被測組分含量 成正比例，從而可以測定一氧化碳、二氧化碳和甲烷含量。以上的檢測技術(shù)存在不足1、本檢測方法需要應(yīng)用到兩臺(tái)儀器或兩種檢測器，應(yīng) 用起來不方便，投資成本也較高。2、測試過程中都需要變溫濃縮，濃縮過程會(huì)帶來很多麻煩 如設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需要液氮作為冷源帶來經(jīng)濟(jì)支出和不安全因素(凍傷)、需要樣氣、標(biāo)準(zhǔn) 氣量大、分析操作過程時(shí)間長(從進(jìn)樣到給出數(shù)據(jù)需要60-120分鐘)，測試結(jié)果會(huì)因人員操 作因素引進(jìn)較大誤差等。如何能在分析過程中避免以上問題，且能對(duì)連續(xù)生產(chǎn)給出及時(shí)、安全、科學(xué)的數(shù) 據(jù)，成為亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實(shí)用新型提供一種快捷檢測氫氣組分的裝置，其目的是解決以往 裝置的以下問題1、應(yīng)用不便，投資成本高；2、分析操作過程時(shí)間長，測試結(jié)果會(huì)因人員操 作因素引進(jìn)較大誤差。技術(shù)方案本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種快捷檢測氫氣組分的裝置，包括載氣瓶、減壓器、深度凈化器、進(jìn)樣六通閥、氧 氣吸附器、色譜柱、氦離子化檢測器、樣氣標(biāo)氣鋼瓶及連接他們的管路；載氣瓶連接至減壓 器，減壓器連接至深度凈化器，深度凈化器和樣氣標(biāo)氣鋼瓶通過進(jìn)樣六通閥連接至氧氣吸 附器，氧氣吸附器連接至色譜柱，色譜柱連接至氦離子化檢測器，其特征在于在所述的氧 氣吸附器前的管路上設(shè)置有選擇攜帶樣氣的載氣是否通過氧氣吸附器的四通切換閥，四通 切換閥還通過管路連接至色譜柱；在所述色譜柱與氦離子化檢測器之間的管路上還設(shè)置有 預(yù)切割閥，深度凈化器通過管路連接至預(yù)切割閥。所述四通切換閥的內(nèi)徑為2mm，所連接管路內(nèi)徑均為2mm，在氧氣吸附器與色譜柱 之間的管路上設(shè)置有第一電磁閥，在四通切換閥與色譜柱之間的管路上設(shè)置有與第一電磁 閥同步控制的第二電磁閥。所述預(yù)切割閥的內(nèi)徑為2mm，與其所連接管路內(nèi)徑均為2mm。優(yōu)點(diǎn)及效果本實(shí)用新型提供一種快捷檢測氫氣組分的裝置，包括載氣瓶、減壓 器、深度凈化器、進(jìn)樣六通閥、氧氣吸附器、色譜柱、氦離子化檢測器、樣氣標(biāo)氣鋼瓶及連接 它們的管路；載氣瓶連接至減壓器，減壓器連接至深度凈化器，深度凈化器與樣氣、標(biāo)氣鋼 瓶通過進(jìn)樣六通閥連接至氧氣吸附器，氧氣吸附器連接至色譜柱，色譜柱連接至氦離子化 檢測器，在所述的氧氣吸附器前的管路上設(shè)置有四通切換閥，四通切換閥通過切換使載氣 帶著樣氣或進(jìn)入色譜柱或經(jīng)氧氣吸附器后再進(jìn)入色譜柱；在所述色譜柱后的管路上設(shè)置有 預(yù)切割閥，預(yù)切割閥通過切換對(duì)定時(shí)流出的組分進(jìn)行切除阻止不需要組分進(jìn)入氦離子化檢 測器。該實(shí)用新型提供了在一臺(tái)儀器上實(shí)現(xiàn)對(duì)氫氣中氧(氬)、氮、一氧化碳、二氧化碳、 甲烷的全分析。不需要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)濃縮，節(jié)省時(shí)間且標(biāo)氣樣氣用量小、分析結(jié)果因人員操作引進(jìn)的誤差大大減小。分析測試過程沒有不安全因素。分析數(shù)據(jù)更加精確可靠，從進(jìn)樣 到給出數(shù)據(jù)僅需要10分鐘。該實(shí)用新型在原有高純氧分析儀基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝。高純氧分析儀配備有氦離子化 檢測器，此檢測器對(duì)高純氫中各雜質(zhì)均有很好的檢出限。具體主要對(duì)儀器氣路系統(tǒng)進(jìn)行改 裝，在進(jìn)樣閥后氧氣吸附器前加一套四通閥。當(dāng)進(jìn)行高純氧分析時(shí)使用氧氣吸附器氣路，當(dāng) 進(jìn)行氫氣分析時(shí)使用氫氣氣路。在色譜柱后加一套預(yù)切割柱，對(duì)先流出的氫氣組分進(jìn)行切 除，然后讓其它流出組分進(jìn)入檢測器。

圖1為原結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明如圖2所示，本實(shí)用新型提供一種快捷檢測氫氣組分的裝置，包括載氣瓶1、減 壓器2、深度凈化器3、進(jìn)樣六通閥4、氧氣吸附器5、色譜柱6、氦離子化檢測器7、樣氣標(biāo)氣 鋼瓶8及連接他們的管路；載氣瓶1連接至減壓器2，減壓器2連接至深度凈化器3，深度凈 化器3和樣氣標(biāo)氣鋼瓶8通過進(jìn)樣六通閥4連接至氧氣吸附器5，氧氣吸附器5連接至色譜 柱6，色譜柱6連接至氦離子化檢測器7，在所述的氧氣吸附器5前的管路上設(shè)置有四通切 換閥9，四通切換閥9通過閥本身動(dòng)作選擇攜帶樣氣的載氣是否通過氧氣吸附器5 ；在所述 色譜柱6與氦離子化檢測器7之間的管路上還設(shè)置有預(yù)切割閥10，深度凈化器3通過管路 連接至預(yù)切割閥10。預(yù)切割閥10通過閥自身動(dòng)作對(duì)經(jīng)色譜柱6分離后的物質(zhì)進(jìn)行選擇性 切割，將不需要的組分切除后通過深度凈化器3與預(yù)切割閥10之間的管路內(nèi)的載氣對(duì)被切 割組分進(jìn)行吹除。所述四通切換閥9的內(nèi)徑為2mm，所連接管路內(nèi)徑均為2mm ；在氧吸附器5與色譜 柱6之間的管路上設(shè)置有第一電磁閥，在四通切換閥9與色譜柱6之間的管路上也設(shè)置有 與第一電磁閥同步控制的第二電磁閥；而所述預(yù)切割閥10的內(nèi)徑為2mm，所連接管路內(nèi)徑 均為2mm，這樣會(huì)保證該裝置的高效穩(wěn)定。該裝置在使用過程中，當(dāng)需要分析高純氧時(shí)將四通切換閥9和預(yù)切割閥10選擇在 圖2中的實(shí)線B所在位置，這時(shí)第二電磁閥關(guān)閉，整個(gè)旁通系統(tǒng)處于封閉狀態(tài)。載氣攜帶著 樣品氣由進(jìn)樣六通閥4流經(jīng)四通閥9進(jìn)入氧氣吸附器5后，通過開啟的第一電磁閥流入色 譜柱6，樣品氣經(jīng)過色譜柱6進(jìn)行組分分離后，經(jīng)過預(yù)切割閥10實(shí)線B位置流入檢測器7進(jìn) 行檢測。當(dāng)需要分析高純氫時(shí)四通切換閥9由B位置旋至虛線A位置，(實(shí)線為閥內(nèi)部連 接管路，能夠?qū)⑦B接點(diǎn)聯(lián)通)這時(shí)第一電磁閥關(guān)閉，整個(gè)氧氣吸附器5系統(tǒng)處于封閉狀態(tài)。 載氣攜帶著氫氣樣品氣由進(jìn)樣六通閥4流經(jīng)四通閥9通過開啟的第二電磁閥直接進(jìn)入色 譜柱6，樣品氣經(jīng)過色譜柱6進(jìn)行組分分離后，當(dāng)進(jìn)樣后0. 9min時(shí)將預(yù)切割閥10迅速由實(shí) 線B位置旋至虛線A位置，當(dāng)進(jìn)樣時(shí)間到2. 5分鐘時(shí)將預(yù)切割閥10由虛線A位置旋至實(shí) 線B位置，這樣就將主組分氫氣進(jìn)行了切除，使之不會(huì)對(duì)雜質(zhì)色譜峰產(chǎn)生掩蓋等影響，等到 13min所有色譜峰出完后，一次分析結(jié)束。該實(shí)用新型利用原有高純氧分析儀進(jìn)行改裝，將分析儀氣路系統(tǒng)進(jìn)行改造，使之 適合分析樣品增加，既節(jié)省投資又簡化分析方法同時(shí)還使分析結(jié)果更加及時(shí)可靠。
權(quán)利要求一種快捷檢測氫氣組分的裝置，包括載氣瓶(1)、減壓器(2)、深度凈化器(3)、進(jìn)樣六通閥(4)、氧氣吸附器(5)、色譜柱(6)、氦離子化檢測器(7)、樣氣標(biāo)氣鋼瓶(8)及連接他們的管路；載氣瓶(1)連接至減壓器(2)，減壓器(2)連接至深度凈化器(3)，深度凈化器(3)和樣氣標(biāo)氣鋼瓶(8)通過進(jìn)樣六通閥(4)連接至氧氣吸附器(5)，氧氣吸附器(5)連接至色譜柱(6)，色譜柱(6)連接至氦離子化檢測器(7)，其特征在于在所述的氧氣吸附器(5)前的管路上設(shè)置有選擇攜帶樣氣的載氣是否通過氧氣吸附器(5)的四通切換閥(9)，四通切換閥(9)還通過管路連接至色譜柱(6)；在所述色譜柱(6)與氦離子化檢測器(7)之間的管路上還設(shè)置有預(yù)切割閥(10)，深度凈化器(3)通過管路連接至預(yù)切割閥(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快捷檢測氫氣組分的裝置，其特征在于所述四通切換閥(9)的內(nèi)徑為2mm，所連接管路內(nèi)徑均為2mm，在氧氣吸附器(5)與色譜柱(6)之間的管路上 設(shè)置有第一電磁閥，在四通切換閥(9)與色譜柱(6)之間的管路上設(shè)置有與第一電磁閥同 步控制的第二電磁閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快捷檢測氫氣組分的裝置，其特征在于所述預(yù)切割閥(10)的內(nèi)徑為2mm，與其所連接管路內(nèi)徑均為2mm。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種快捷檢測氫氣組分的裝置，包括載氣瓶、減壓器、深度凈化器、進(jìn)樣六通閥、氧氣吸附器、色譜柱、氦離子化檢測器、樣氣標(biāo)氣鋼瓶及連接他們的管路；載氣瓶連接至減壓器，減壓器連接至深度凈化器，深度凈化器與樣氣標(biāo)氣鋼瓶通過進(jìn)樣六通閥連接至氧氣吸附器，氧氣吸附器連接至色譜柱，色譜柱連接至氦離子化檢測器，在所述的氧氣吸附器前的管路上設(shè)置有四通切換閥，四通切換閥通過切換使載氣帶著樣氣或進(jìn)入色譜柱或經(jīng)氧氣吸附器后再進(jìn)入色譜柱；在所述色譜柱后的管路上設(shè)置有預(yù)切割閥，預(yù)切割閥通過切換對(duì)定時(shí)流出的組分進(jìn)行切除阻止不需要組分進(jìn)入氦離子化檢測器。
文檔編號(hào)G01N30/20GK201637728SQ20102011927
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者劉雪峰, 曹灼, 辛佳鵬, 陳代勇 申請(qǐng)人:沈陽洪生氣體有限公司