專利名稱：一種氣路集成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氣相分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種用于色譜分析控制的氣 路集成裝置。
背景技術(shù)：
目前，石油錄井行業(yè)用的氣體分析方法主要是氣相色譜法，其原理是含有眾多烴 類的氣體通過裝有填充物的色譜柱進(jìn)行氣體各組分的分離，分離出來的氣體通過鑒定器對(duì) 其燃燒，通過火焰的電離進(jìn)行定性、定量的分析。在氣相色譜分析的控制氣路中，氣路的切 換一般都采用旋轉(zhuǎn)閥，旋轉(zhuǎn)閥完成對(duì)色譜柱和氫火焰離子化鑒定器的定時(shí)定體積氣體進(jìn) 樣，旋轉(zhuǎn)閥與色譜柱和氫火焰離子化鑒定器通過管線連接，部件較多，體積較大，而且占用 空間較大，管線較長，成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而設(shè)計(jì)的一種氣路集成裝置，它采用匯 流塊實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)下的氣路流程，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，可根據(jù)分析的需要靈活切換及不同定 量容積的定量分析，方便地調(diào)節(jié)和控制樣品氣量的大小，進(jìn)樣、取樣和分析、反吹相互獨(dú)立， 互不干擾，操作方便、定量準(zhǔn)確，而且不占用空間，成本低。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種氣路集成裝置，包括鑒定器、穩(wěn)流閥、定 量管、續(xù)流管、色譜柱、兩位三通A電磁閥、B電磁閥、C電磁閥和D電磁閥，其特點(diǎn)是穩(wěn)流閥、 定量管、續(xù)流管、色譜柱、兩位三通A電磁閥、B電磁閥、C電磁閥和D電磁閥集成設(shè)置在匯流 塊上，匯流塊為設(shè)有鑒定器基座的矩形金屬塊，其各側(cè)面設(shè)有連接穩(wěn)流閥、定量管、續(xù)流管、 色譜柱、A電磁閥、B電磁閥、C電磁閥和D電磁閥的接口 ；匯流塊內(nèi)設(shè)有連接穩(wěn)流閥、定量 管、續(xù)流管、色譜柱、A電磁閥、B電磁閥、C電磁閥和D電磁閥的氣路；鑒定器連接在鑒定器 基座上；穩(wěn)流閥、定量管、續(xù)流管、色譜柱、A電磁閥、B電磁閥、C電磁閥和D電磁閥與相應(yīng)的 接口固定連接成氣路的定時(shí)切換裝置，實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)下的氣路流程。所述A電磁閥的a接口連接樣品氣入口；B電磁閥的a接口連接樣品氣出口；定 量管兩端分別連接A電磁閥和B電磁閥的b接口 ；續(xù)流管兩端分別連接A電磁閥和B電磁 閥的c接口；C電磁閥的a接口由管路與B電磁閥和D電磁閥的c接口并接，C電磁閥的c 接口由管路與D電磁閥的a接口和載氣出口并接；色譜柱兩端分別連接C電磁閥和D電磁 閥的b接口 ；穩(wěn)流閥兩端分別連接A電磁閥的c接口和載氣入口。所述鑒定器基座為嵌入設(shè)置在匯流塊的金屬塊內(nèi)。所述A電磁閥、B電磁閥由A路信號(hào)控制；C電磁閥和D電磁閥由B路信號(hào)控制。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有集成度高，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，造價(jià)低，操作方便， 而且進(jìn)樣、取樣和分析、反吹相互獨(dú)立和互不干擾，可根據(jù)分析的需要方便地調(diào)節(jié)和控制樣 品氣量的大小，定量準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)了氣路的三種不同狀態(tài)的靈活切換以及不同定量容積的定 量分析的優(yōu)點(diǎn)。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2 圖3為匯流塊結(jié)構(gòu)示意圖圖4為氣路連接示意圖。
具體實(shí)施方式
參閱附圖1，本實(shí)用新型包括鑒定器22、穩(wěn)流閥5、定量管6、續(xù)流管7、色譜柱8、 兩位三通A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥4，將鑒定器22、穩(wěn)流閥5、定量管 6、續(xù)流管7、色譜柱8、兩位三通A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥4集成設(shè)置 在匯流塊31上，匯流塊31為設(shè)有鑒定器基座23的矩形金屬塊，其各側(cè)面固定連接穩(wěn)流閥 5、定量管6、續(xù)流管7、色譜柱8、A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥4 ；匯流塊 31內(nèi)設(shè)有氣路33，氣路通道33將穩(wěn)流閥5、定量管6、續(xù)流管7、色譜柱8、A電磁閥1、B電 磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥4連接成氣路的定時(shí)切換裝置，實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)下的氣路流程。參閱附圖2 附圖3，匯流塊31為設(shè)有鑒定器基座23的矩形金屬塊，其各側(cè)面設(shè)有 連接穩(wěn)流閥5、定量管6、續(xù)流管7、色譜柱8、A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥 4的接口 34 ；鑒定器基座23為嵌入設(shè)置在匯流塊31的金屬塊內(nèi)，匯流塊31內(nèi)設(shè)有連接穩(wěn) 流閥5、定量管6、續(xù)流管7、色譜柱8、A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥4的氣 路33 ；穩(wěn)流閥5、定量管6、續(xù)流管7、色譜柱8、A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁 閥4與相應(yīng)的接口 34固定連接成氣路的定時(shí)切換裝置，實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)下的氣路流程。參閱附圖4，氣路33是這樣將穩(wěn)流閥5、定量管6、續(xù)流管7、色譜柱8、A電磁閥1、 B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥4連接成氣路的定時(shí)切換裝置，實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)下的氣路 流程的A電磁閥1的a接口連接樣品氣入口 11 ；B電磁閥2的a接口連接樣品氣出口 21 ； 定量管6兩端分別連接A電磁閥1和B電磁閥2的b接口 ；續(xù)流管7兩端分別連接A電磁 閥1禾P B電磁閥2的c接口；C電磁閥3的a接口由管路與B電磁閥2和D電磁閥4的c 接口并接，C電磁閥3的c接口由管路與D電磁閥4的a接口和載氣出口 42并接；色譜柱 8兩端分別連接C電磁閥3和D電磁閥4的b接口 ；穩(wěn)流閥5兩端分別連接A電磁閥1的 c接口和載氣入口 32 ；A電磁閥1、B電磁閥2由A路信號(hào)9控制；C電磁閥3和D電磁閥4 由B路信號(hào)10控制，A路信號(hào)9和B路信號(hào)10為分時(shí)獨(dú)立控制，使一個(gè)分析周期T內(nèi)呈現(xiàn) 取樣分析、進(jìn)樣分析和進(jìn)樣反吹三個(gè)不同的氣路狀態(tài)，載氣出口 42可接FID檢測(cè)器。取樣分析氣路狀態(tài)為A電磁閥1和B電磁閥2處于取樣狀態(tài)，C電磁閥3和D電 磁閥4處于分析狀態(tài)；進(jìn)樣分析氣路狀態(tài)為A電磁閥1和B電磁閥2處于進(jìn)樣狀態(tài)，C電 磁閥3和D電磁閥4處于分析狀態(tài)；進(jìn)樣反吹氣路狀態(tài)為A電磁閥1和B電磁閥2處于進(jìn) 樣狀態(tài)，C電磁閥3和D電磁閥4處于反吹狀態(tài)；取樣分析氣路狀態(tài)時(shí)續(xù)流管7與定量管6 的最佳載氣流量比為1:5。A電磁閥1和B電磁閥2用于切換定量管6與樣品氣入口 11、樣品氣出口 21和載 氣入口 32的連接，A電磁閥1和B電磁閥2由A路信號(hào)9控制，當(dāng)控制信號(hào)9斷電時(shí)，A電 磁閥1的a接口與b接口導(dǎo)通，c接口與b接口截止，同時(shí)B電磁閥2的a接口與b接口導(dǎo) 通，c接口與b接口截止，此時(shí)定量管6兩端分別與樣品氣入口 11和樣品氣出口 21接通， 樣品氣由樣品氣入口 11進(jìn)入定量管6，A電磁閥1和B電磁閥2處于進(jìn)樣狀態(tài)。當(dāng)A路信號(hào)9加電時(shí)，A電磁閥1的a接口與b接口截止，c接口與b接口導(dǎo)通，同時(shí)B電磁閥2的 a接口與b接口截止，c接口與b接口導(dǎo)通，此時(shí)定量管6與續(xù)流管7并聯(lián)，共同允許載氣 通過，A電磁閥1和B電磁閥2處于取樣狀態(tài)。C電磁閥3和D電磁閥4用于切換載氣在色譜柱8的運(yùn)行方向，控制色譜柱8的分 析或反吹兩種氣路狀態(tài)，C電磁閥3和D電磁閥4由B路信號(hào)10控制，當(dāng)B路信號(hào)10斷電 時(shí)，C電磁閥3的a接口與b接口導(dǎo)通，b接口與c接口截止，同時(shí)D電磁閥4的a接口與 b接口導(dǎo)通，b接口與c接口截止，載氣從C電磁閥3往D電磁閥4的方向運(yùn)行，此時(shí)，C電 磁閥3和D電磁閥4處于反吹狀態(tài)，當(dāng)B路信號(hào)10加電時(shí)，C電磁閥3的a接口與b接口 截止，b接口與c接口導(dǎo)通，D電磁閥4的a接口 b接口截止，b接口與c接口導(dǎo)通，載氣從 D電磁閥4往C電磁閥3的方向運(yùn)行，此時(shí)C電磁閥3和D電磁閥4處于分析狀態(tài)。A路信 號(hào)9用于控制A電磁閥1和B電磁閥2，B路信號(hào)10用于控制C電磁閥3和D電磁閥4，A、 B兩路信號(hào)9、10不同時(shí)觸發(fā)。定量管6用于控制最大的分析樣品量，續(xù)流管7用于A電磁閥1和B電磁閥2處 于進(jìn)樣狀態(tài)時(shí)保證載氣的通路，但續(xù)流管7的氣阻大于定量管6的氣阻，保證在A電磁閥1 和B電磁閥2處于取樣狀態(tài)時(shí)載氣能大部分通過定量管6，色譜柱8用于分離通過其中的樣 品氣中各氣體的組分。以下將通過具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的闡述實(shí)施例1參閱附圖4，本實(shí)用新型的A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3和D電磁閥4均為 兩位三通直動(dòng)式電磁閥，控制電壓為DCMV，載氣為氫氣，氫氣從載氣入口 32進(jìn)入，壓力為 lkg/cm2 ；調(diào)整穩(wěn)流閥5使氫氣流量控制為48ml/min ；定量管6為外徑3mm，內(nèi)徑2mm，長IOcm 定量為0. 314ml ；續(xù)流管7為長度可調(diào)，其外徑1. 5mm,內(nèi)徑0. 5mm,長度約0. 5m，適當(dāng)調(diào)整續(xù) 流管7的長度使A電磁閥1和B電磁閥2處于取樣狀態(tài)時(shí)續(xù)流管7與定量管6的流量之比 為1 5 ；色譜柱8為氣相填充柱，其外徑3. 2mm,內(nèi)徑2. 2mm,長2m，恒定柱溫70°C ；載氣出口 42接FID檢測(cè)器；樣品氣為含有甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊烷和正戊烷7種成 分的烴類混合氣，烴類混合氣由樣品氣入口 11進(jìn)入，由樣品氣出口 21出去；A路信號(hào)9和B 路信號(hào)10為DCMV電壓信號(hào)，分別控制A電磁閥1、B電磁閥2、C電磁閥3禾Π D電磁閥4 的切換。本實(shí)用新型是這樣工作的初始狀態(tài)定為進(jìn)樣反吹狀態(tài)Α路信號(hào)9和B路信號(hào) 10均不加電。此時(shí)A電磁閥1、B電磁閥2處于進(jìn)樣狀態(tài)，烴類混合氣由樣品氣入口 11進(jìn) 入定量管6，從樣品氣出口 21出來，其流量不作要求，但要保證在氣路狀態(tài)切換前烴類混合 氣應(yīng)充滿定量管6。在該狀態(tài)下氫氣僅通過續(xù)流管7，然后依次通過C電磁閥3的a和b接 口、色譜柱8、D電磁閥4的b和a接口，最后從載氣出口 42出來，因氫氣中不含烴類混合 氣，氫氣對(duì)色譜柱8進(jìn)行反吹，此狀態(tài)持續(xù)時(shí)間為90s，以保證對(duì)色譜柱8反吹干凈。然后切 換至取樣分析狀態(tài)A路信號(hào)9和B路信號(hào)10同時(shí)加電DCMV，此時(shí)A電磁閥1、B電磁閥2 處于取樣狀態(tài)，C電磁閥3和D電磁閥4處于分析狀態(tài)，在此狀態(tài)下氫氣分為兩路，一路通 過續(xù)流管7，另一路通過定量管6，推動(dòng)定量管6中的烴類混合氣前行完成取樣，由于此時(shí)通 過續(xù)流管7和定量管6的氫氣流量比例為1:5，氫氣總流量為48ml/min，所以流過定量管6 的氫氣流量為40ml/min，而定量管的容積為0.3Hml，把定量管6中的烴類混合氣推出定量管6的時(shí)間為0. 314/40*60=0. 471s,當(dāng)取樣時(shí)間大于0. 471s時(shí)，定量管6中所有的烴類混 合氣用于分析，當(dāng)取樣時(shí)間小于0. 471s時(shí)，定量管6中只有部分的烴類混合氣用于分析，設(shè) 取樣時(shí)間為(tm<0. 471s)，流過定量管6的氫氣流量為Fp則用于分析的樣品量V鄉(xiāng)為V分=t取 XF定=40 t取由上式可以看出，通過控制取樣時(shí)間1|的長短，可以實(shí)現(xiàn)不同容量樣氣的定量分 析。在取樣時(shí)間結(jié)束時(shí)A路信號(hào)9斷電，A電磁閥1和B電磁閥2切換為進(jìn)樣狀態(tài)，C電 磁閥3和D電磁閥4仍保持分析狀態(tài)，整個(gè)氣路處于進(jìn)樣分析狀態(tài)。在該狀態(tài)下，從定量管 6出來的氫氣，攜帶著烴類混合氣依次經(jīng)過D電磁閥4的c和b接口、色譜柱8、C電磁閥3 的b和c接口，當(dāng)經(jīng)過色譜柱8時(shí)即完成對(duì)樣品氣中各烴類組分的分離，氫氣最后從載氣出 口 42出來進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)烴類混合氣中所有的組分都被檢測(cè)到后，A路信號(hào)9和 B路信號(hào)10同時(shí)斷電，氣路切換到進(jìn)樣反吹狀態(tài)即初始狀態(tài)。在上述條件下，完全分析含有 甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊烷和正戊烷7種成分的烴類混合氣，分析時(shí)間約為 90s，再加上反吹時(shí)間90s，整個(gè)分析周期為180s。以上只是對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，并非用以限制本專利，凡為本實(shí)用新型 等效實(shí)施，均應(yīng)包含于本專利的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種氣路集成裝置，包括鑒定器(22)、穩(wěn)流閥(5)、定量管(6)、續(xù)流管(7)、色譜柱 (8)、兩位三通A電磁閥(1)、B電磁閥(2)、C電磁閥(3)和D電磁閥(4)，其特征在于穩(wěn)流閥 (5)、定量管(6)、續(xù)流管(7)、色譜柱(8)、兩位三通A電磁閥(1)、B電磁閥(2)、C電磁閥(3) 和D電磁閥(4)集成設(shè)置在匯流塊(31)上，匯流塊(31)為設(shè)有鑒定器基座(23)的矩形金 屬塊，其各側(cè)面設(shè)有連接穩(wěn)流閥(5)、定量管(6)、續(xù)流管(7)、色譜柱(8)、A電磁閥(1)、B電 磁閥(2)、C電磁閥(3)和D電磁閥(4)的接口(34);匯流塊(31)內(nèi)設(shè)有連接穩(wěn)流閥(5)、定 量管(6)、續(xù)流管(7)、色譜柱(8)、A電磁閥(1)、B電磁閥(2)、C電磁閥(3)和D電磁閥(4) 的氣路(33)；鑒定器(22)連接在鑒定器基座(23)上；穩(wěn)流閥(5)、定量管(6)、續(xù)流管(7)、 色譜柱(8)、A電磁閥(1)、B電磁閥(2)、C電磁閥(3)和D電磁閥(4)與相應(yīng)的接口(34)固 定連接成氣路的定時(shí)切換裝置，實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)下的氣路流程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣路集成裝置，其特征在于所述A電磁閥(1)的a接口連接樣 品氣入口(11);B電磁閥(2)的a接口連接樣品氣出口(21);定量管(6)兩端分別連接A電 磁閥(1)和B電磁閥(2)的b接口 ；續(xù)流管(7)兩端分別連接A電磁閥(1)和B電磁閥(2) 的c接口 ；C電磁閥(3)的a接口由管路與B電磁閥(2)和D電磁閥(4)的c接口并接，C 電磁閥(3)的c接口由管路與D電磁閥(4)的a接口和載氣出口(42)并接；色譜柱(8)兩 端分別連接C電磁閥(3)和D電磁閥(4)的b接口 ；穩(wěn)流閥(5)兩端分別連接A電磁閥(1) 的c接口和載氣入口(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣路集成裝置，其特征在于所述鑒定器基座(23)為嵌入設(shè)置在 匯流塊(31)的金屬塊內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣路集成裝置，其特征在于所述A電磁閥(1)、B電磁閥(2)由 A路信號(hào)(9)控制；C電磁閥(3)和D電磁閥(4)由B路信號(hào)(10)控制。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種氣路集成裝置，其特點(diǎn)是穩(wěn)流閥、定量管、續(xù)流管、色譜柱、兩位三通A電磁閥、B電磁閥、C電磁閥和D電磁閥集成設(shè)置在匯流塊上，匯流塊為各側(cè)面固定連接穩(wěn)流閥、定量管、續(xù)流管、色譜柱和數(shù)個(gè)電磁閥的金屬塊，匯流塊內(nèi)設(shè)有氣路通道，氣路通道將穩(wěn)流閥、定量管、續(xù)流管、色譜柱和數(shù)個(gè)電磁閥連接成氣路的定時(shí)切換裝置，實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)下的氣路流程。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有集成度高，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，造價(jià)低，操作方便，可根據(jù)分析的需要方便地調(diào)節(jié)和控制樣品氣量的大小，定量準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)了氣路的三種不同狀態(tài)的靈活切換以及不同定量容積的定量分析的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N30/26GK201852823SQ20102063357
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者楊炯, 程小祥, 程峰, 趙電波 申請(qǐng)人:上?？朴褪蛢x器制造有限公司