專利名稱：一種用于氣體取樣的吸氣劑裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于氣體取樣的吸氣劑裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及對真空環(huán)境的氣氛進行非在線氣氛分析技術(shù)，尤其涉及一種利用吸附劑的吸附作用對氣氛進行采集封裝后，再通過質(zhì)譜系統(tǒng)加溫手段使吸附的氣體重新釋放，以進行分析、明確氣氛種類的用于氣體取樣的吸氣劑裝置。
背景技術(shù)：
[0002]真空系統(tǒng)中的各種氣氛對裝置的性能以及真空器件的性能影響很大。為了分析氣氛對裝置性能的各種影響，一般對于玻璃、金屬殼體的真空器件，通過附加特殊開孔裝置， 將分析對象連接到高真空的質(zhì)譜系統(tǒng)上進行開孔取氣分析或采取在系統(tǒng)上安裝質(zhì)譜分析系統(tǒng)進行在線、實時氣氛分析。[0003]開孔分析的方法需要特殊設(shè)計開孔裝置，事先在器件的特定位置打一個未穿的孔，采用特殊的密封結(jié)構(gòu)將被分析器件與質(zhì)譜管系統(tǒng)連接進行抽氣，當(dāng)分析器件外部氣壓達到比內(nèi)部氣壓低一至兩個數(shù)量級時，才可以將孔擊穿，進行取氣分析。需要注意的是，該種方法屬于破壞性分析，分析精度受到殼體材料和外部密封材料在擊穿過程中釋放的氣體干擾影響。這種影響對于那些內(nèi)部氣體含量極微小的器件來說顯得極為顯著。[0004]對于系統(tǒng)上安裝質(zhì)譜分析系統(tǒng)，確實可以做到在線實時分析。由于受到系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)的影響，或者分析對象的工作條件的限制，很多系統(tǒng)沒有安裝質(zhì)譜系統(tǒng)，同時由于開孔分析對系統(tǒng)的破壞性而不能采用，在這種條件下，如何準(zhǔn)確、方便實現(xiàn)氣體的取樣以及分析是非常重要的。[0005]根據(jù)氣體分子碰撞到固體材料表面時會由于范德華力和剩余價力的作用而在固體表面產(chǎn)生物理吸附、化學(xué)吸附，進而向固體材料內(nèi)部擴散的機理而研制的吸氣劑可以有效地吸附著某些(種)氣體分子，且具有粉狀、碟狀、帶狀、管狀、環(huán)狀、杯狀等多種形式。通常吸氣劑根據(jù)使用原理的不同分蒸散型和非蒸散型兩種。蒸散型吸氣劑通過加溫使吸氣材料蒸散蒸發(fā)在殼體上形成吸氣膜產(chǎn)生吸氣能力，常用的材料有鋇鋁鎳吸氣劑和摻氮吸氣劑；非蒸散型吸氣劑是通過對吸氣金屬表面的激活使其具有吸氣能力，常用的材料有鋯鋁 16、鋯釩鐵和鋯石墨等。正是由于吸氣劑具有將氣體分子從空間轉(zhuǎn)移到材料表面和內(nèi)部的作用，故往往在真空工藝中一般常作為維持器件真空度的有效手段。但是這種氣體的吸附往往在溫度的影響下會重新回到吸氣空間。實用新型內(nèi)容[0006]發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種在不改變分析裝置和分析器件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)取氣分析的吸氣劑裝置。[0007]技術(shù)方案為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為[0008]一種用于氣體取樣的吸氣劑裝置，包括與被分析室連接的第一全金屬角閥、取樣室機構(gòu)、和與真空系統(tǒng)連接的第二全金屬角閥，所述第一全金屬角閥和第二全金屬角閥通過各自的法蘭接口分別與取樣室機構(gòu)上相對應(yīng)的法蘭接口對接；所述取樣室機構(gòu)包括一端開口的取樣套筒、可控溫的吸氣劑平臺裝置、和帶四個電極引線的端蓋法蘭，所述與第一全金屬角閥和第二全金屬角閥的法蘭接口相對應(yīng)的兩個法蘭接口設(shè)置在取樣套筒上，所述端蓋法蘭固定在取樣套筒的開口端上；所述吸氣劑平臺裝置包括可加溫的陶瓷平臺、對陶瓷平臺進行測溫的測溫裝置、吸氣劑、和對陶瓷平臺進行加溫的熱子組件，所述吸氣劑固定在陶瓷平臺上，測溫裝置和熱子組件連接在陶瓷平臺上，所述測溫裝置的兩個引線和熱子組件的兩個引線分別與端蓋法蘭的四個電極引線相連接。[0009]所述陶瓷平臺為一端開口的圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)，在該圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的端面上設(shè)有螺紋連接孔，在圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的外側(cè)面上設(shè)有螺紋槽，在圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的端面內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽。[0010]該裝置還包括螺釘，螺釘與螺紋連接孔相連接，將吸氣劑固定在圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的端面外側(cè)上。[0011]所述熱子組件包括金屬加熱絲、和兩個熱子電極，所述金屬加熱絲纏繞在螺紋槽上，其兩端分別與兩個熱子電極連接；兩個熱子電極作為熱子組件的兩個引線。[0012]所述熱子電極為含彈片接口的金屬電極。[0013]所述測溫裝置包括熱偶、和兩個測溫電極，所述熱偶插入凹槽內(nèi)，所述熱偶的兩個接線端分別與兩個測溫電極連接；兩個測溫電極作為測溫裝置的兩個引線。[0014]所述測溫電極為含彈片接口的金屬電極。[0015]因此，通過第一屬角閥和第二全金屬角閥連接，將帶有吸氣劑的取樣室機構(gòu)連接到被分析室上。在與被測空間聯(lián)通之前，先利用外置的真空系統(tǒng)將取樣室機構(gòu)內(nèi)部抽成真空，為保證測量精度，取樣室機構(gòu)的本底真空要比被測空間的壓強低1-2個數(shù)量級；且在抽成真空的過程中通過加溫實現(xiàn)取樣腔體的除氣以及吸氣劑的激活過程；然后關(guān)閉與真空系統(tǒng)連接的第二金屬角閥，打開與被分析室連接的第一金屬角閥，在一定的時間內(nèi)利用吸氣劑對氣體的吸附作用將被分析的氣體吸附下來，關(guān)閉與被分析室連接的第一金屬角閥，形成取樣后的密封樣品裝置；然后通過與質(zhì)譜系統(tǒng)的連接，通過對吸氣劑加溫使吸附下來的氣體重新釋放出來進行成分分析。[0016]有益效果本實用新型提供的一種用于氣體取樣的吸氣劑裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、基于吸氣劑對氣體的吸附和在溫度作用下的解吸附過程，對分析氣體進行采樣，并在獨立的質(zhì)譜系統(tǒng)上通過氣體的再釋放過程，對分析氣體進行成分分析，避免了在分析裝置上添加質(zhì)譜在線系統(tǒng)或者特殊的開孔裝置，使分析裝置簡單化；2、采用金屬角閥和金屬角閥接口的設(shè)計，使裝置的連接與分離尤為便捷，且不相干擾；3、該裝置使用的零件少，因而能夠?qū)⑵鋬?nèi)部的體積做到很??；所使用的金屬材料使其易于高溫烘烤；通過角閥，可易于連接外部真空抽氣機組；通過烘烤除氣，易于獲得高于被分析真空裝置內(nèi)部的真空度，且對被分析真空裝置內(nèi)部氣氛不產(chǎn)生影響；4、金屬角閥結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使得在吸氣劑取氣之后保持真空環(huán)境，進行異地分析。


[0017]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖2為陶瓷平臺和熱子組件的結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]圖3吸氣劑平臺裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0020]
以下結(jié)合附圖對本實用新型作更進一步的說明。[0021]如圖1、2、3所示為一種用于氣體取樣的吸氣劑裝置，包括與被分析室連接的第一全金屬角閥1、取樣室機構(gòu)2、和與真空系統(tǒng)連接的第二全金屬角閥3，所述第一全金屬角閥 1和第二全金屬角閥3通過各自的法蘭接口分別與取樣室機構(gòu)2上相對應(yīng)的法蘭接口對接； 所述取樣室機構(gòu)2包括一端開口的取樣套筒2-1、可控溫的吸氣劑平臺裝置2-2、和帶四個電極引線的端蓋法蘭2-3，所述與第一全金屬角閥1和第二全金屬角閥3的法蘭接口相對應(yīng)的兩個法蘭接口設(shè)置在取樣套筒2-1上，所述端蓋法蘭2-3固定在取樣套筒2-1的開口端上；所述吸氣劑平臺裝置2-2包括可加溫的陶瓷平臺2-2-1、對陶瓷平臺2-2-1進行測溫的測溫裝置2-2-2、吸氣劑2-2-3、和對陶瓷平臺2-2-1進行加溫的熱子組件2_2_4，所述吸氣劑2-2-3固定在陶瓷平臺2-2-1上，測溫裝置2-2-2和熱子組件2_2_4連接在陶瓷平臺 2-2-1上，所述測溫裝置2-2-2的兩個引線和熱子組件2-2-4的兩個引線分別與端蓋法蘭3 的四個電極引線相連接。[0022]所述陶瓷平臺2-2-1為一端開口的圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)，在該圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的端面上設(shè)有螺紋連接孔2-2-1-2，在圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的外側(cè)面上設(shè)有螺紋槽2-2-1-1，在圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的端面內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽2-2-1-3 ；螺釘2-2-1-4與螺紋連接孔2_2_1_2相連接，將吸氣劑2-2-3固定在圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的端面外側(cè)上。[0023]所述熱子組件2-2-4包括金屬加熱絲2-2-4-1、和兩個熱子電極2_2_4_2，所述金屬加熱絲2-2-4-1纏繞在螺紋槽2-2-1-1上，其兩端分別與兩個熱子電極2-2-4-2連接；兩個熱子電極2-2-4-2作為熱子組件2-2-4的兩個引線；所述熱子電極2_2_4_2為含彈片接口的金屬電極。[0024]所述測溫裝置2-2-2包括熱偶2-2-2-1、和兩個測溫電極2_2_2_2，所述熱偶 2-2-2-1插入凹槽2-2-1-3內(nèi)，所述熱偶2_2_2_1的兩個接線端分別與兩個測溫電極 2-2-2-2連接；兩個測溫電極2-2-2-2作為測溫裝置2-2-2的兩個引線；所述測溫電極 2-2-2-2為含彈片接口的金屬電極。[0025]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種用于氣體取樣的吸氣劑裝置，其特征在于該裝置包括與被分析室連接的第一全金屬角閥(1)、取樣室機構(gòu)O)、和與真空系統(tǒng)連接的第二全金屬角閥(3)，所述第一全金屬角閥(1)和第二全金屬角閥(3)通過各自的法蘭接口分別與取樣室機構(gòu)(2)上相對應(yīng)的法蘭接口對接；所述取樣室機構(gòu)(2)包括一端開口的取樣套筒0-1)、可控溫的吸氣劑平臺裝置0-2)、和帶四個電極引線的端蓋法蘭0-3)，所述與第一全金屬角閥(1)和第二全金屬角閥(3)的法蘭接口相對應(yīng)的兩個法蘭接口設(shè)置在取樣套筒(2-1)上，所述端蓋法蘭0-3)固定在取樣套筒0-1)的開口端上；所述吸氣劑平臺裝置0-2)包括可加溫的陶瓷平臺0-2-1)、對陶瓷平臺(2-2-1)進行測溫的測溫裝置0-2-2)、吸氣劑0-2-3)、和對陶瓷平臺(2-2-1)進行加溫的熱子組件0-2-4)，所述吸氣劑0-2-3)固定在陶瓷平臺 (2-2-1)上，測溫裝置(2-2- 和熱子組件(2-2-4)連接在陶瓷平臺(2_2_1)上，所述測溫裝置(2-2-2)的兩個引線和熱子組件(2-2-4)的兩個引線分別與端蓋法蘭(3)的四個電極引線相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣體取樣的吸氣劑裝置，其特征在于所述陶瓷平臺 (2-2-1)為一端開口的圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)，在該圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的端面上設(shè)有螺紋連接孔 0-2-1-2)，在圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的外側(cè)面上設(shè)有螺紋槽0-2-1-1)，在圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的端面內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽0-2-1-3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于氣體取樣的吸氣劑裝置，其特征在于該裝置還包括螺釘0-2-1-4)，螺釘(2-2-1-4)與螺紋連接孔(2-2-1-2)相連接，將吸氣劑固定在圓筒狀陶瓷結(jié)構(gòu)的端面外側(cè)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于氣體取樣的吸氣劑裝置，其特征在于所述熱子組件(2-2-4)包括金屬加熱絲0-2-4-1)、和兩個熱子電極0-2-4-2)，所述金屬加熱絲 (2-2-4-1)纏繞在螺紋槽(2-2-1-1)上，其兩端分別與兩個熱子電極(2-2-4- 連接；兩個熱子電極(2-2-4-2)作為熱子組件(2-2-4)的兩個引線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于氣體取樣的吸氣劑裝置，其特征在于所述熱子電極 (2-2-4-2)為含彈片接口的金屬電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于氣體取樣的吸氣劑裝置，其特征在于所述測溫裝置 (2-2-2)包括熱偶0-2-2-1)、和兩個測溫電極0-2-2-2)，所述熱偶(2_2_2_1)插入凹槽 (2-2-1-3)內(nèi)，所述熱偶0-2-2-1)的兩個接線端分別與兩個測溫電極(2-2-2-2)連接；兩個測溫電極(2-2-2-2)作為測溫裝置0-2-2)的兩個引線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于氣體取樣的吸氣劑裝置，其特征在于所述測溫電極 (2-2-2-2)為含彈片接口的金屬電極。
專利摘要本實用新型公開了一種用于氣體取樣的吸氣劑裝置，包括第一全金屬角閥、取樣室機構(gòu)、和與真空系統(tǒng)連接的二全金屬角閥，第一全金屬角閥和第二全金屬角閥與取樣室機構(gòu)上相對應(yīng)的法蘭接口對接；取樣室機構(gòu)包括一端開口的取樣套筒、吸氣劑平臺裝置、和帶四個電極引線的端蓋法蘭，端蓋法蘭固定在取樣套筒的開口端上。本實用新型提供的一種用于氣體取樣的吸氣劑裝置，基于吸氣劑對氣體的吸附和在溫度作用下的解吸附過程，對分析氣體進行采樣，并在獨立的質(zhì)譜系統(tǒng)上通過氣體的再釋放過程，對分析氣體進行成分分析，避免了在分析裝置上添加質(zhì)譜在線系統(tǒng)或者特殊的開孔裝置；采用金屬角閥設(shè)計，使得在吸氣劑取氣之后保持真空環(huán)境，進行異地分析。
文檔編號G01N1/24GK202275009SQ20112030828
公開日2012年6月13日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者張曉兵, 肖梅 申請人:東南大學(xué)