[发明专利]一种气体稳压定量稀薄化部件及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及气体在线检测设备领域，具体地，本发明涉及一种气体稳压定量稀薄化部件及其用途。

背景技术

用于气体测定的分析方法主要包括红外分析、热导式气体检测、电化学传感器、半导体传感器、色谱分析、质谱分析、拉曼光谱分析仪等。其中过程质谱仪具有对气体检测灵敏度高，反应时间快，易于与计算机相连接，造价也相对较低的优势，在气固化学反应分析及催化瞬态产物分析中应用广泛。例如，在用于残余气体的在线分析时，特别是用于快速反应气体的在线分析时，是其他气体检测器所不能取代的。用作痕量气体分析，特别是对环境有害的气体的分析，催化剂评价方面，其更有优势。但它存在对不同气体之间的分辨率较差，对过程气体带来的污染较敏感等缺点，特别是当测试气中含有大量碳氢化合物时，用于检测的灯丝上容易沉积碳而产生污染。过程质谱仪用于小分子或是吸附性强的气体的在线分析时，稳定性差，且反应不够灵敏，容易受入口气体压力波动与组成的影响，难以得到稳定的定量关系曲线。

对于质谱仪的以上缺点，常规解决方案是采用毛细管进样，通过增加壁阻的方式，来实现较大压差对过程质谱仪的测定影响。但是采用这种方案会导致检测气体时产生较大的时间延迟，对于瞬态反应的检测极为不利。因此，从检测源头减少这些带有污染性气体的进样量，成为一个可行的方案。而且，在某些条件下，气体检测往往需要集成多个气体检测器进行互补性检测，减少气体之间的相互干扰，实现气体的准确测量。

原位红外在线分析测试系统是指在真空(≤10^-3Pa)条件下，监测固体表面吸附物种与其他气体的在线反应过程的系统。如何在线供入微量反应气体是原位红外在线分析测试成功的关键。原位红外在线分析测试系统主要由反应物气体控制及计量单元、系统真空装置和原位红外反应器组成。反应物气体控制及计量单元主要是将符合反应要求的数种反应物气体精确地送到原位红外反应器与固体表面吸附的另一种反应物进行反应，该单元功能如何准确实现，是所属领域的技术难题。

上述质谱仪及原位红外在线分析测试系统检测过程中存在的问题即现有技术亟需解决的技术难题。

为解决以上难题，所属领域技术人员开发出一系列解决方案。例如实用新型CN 2388602Y公开了一种用于质谱原位检测的连续进样装置，其由采样毛细管、三通转换接头、稳流阀、流量计、机械泵、精密泄露阀等组成，利用三通转换接头与机械泵配合形成一W型的等比例采样气路，稳流阀、流量计和机械泵组成了可随时调整的采样调节装置，简便易行。该装置采用稳流阀、流量计和机械泵组成的抽气系统控制进入检测器的气体量，但是该装置不能减小污染性气体浓度，并且不能实现多个检测器的同时互补性检测。

因此，开发一种适用于多路气体检测(包括快速过程质谱仪)且带有气体稳压稀薄化功能的连接部件具有非常重要的意义。

发明内容

在线检测气体过程中，尤其是检测快速反应产生的气体，根据气体传感器各自不同的特点，需要结合多种气体检测器进行互补性测试，排除因气体传感器各自的选择性带来的局限性，实现气体的精准快速检测。同时，气体入口压力和气体流量的波动对气体检测器的检测性能具有较大的影响，影响气体测量的准确性。因此，开发能满足多种气体检测器同时检测、实现气体分流、保证气体稳压的部件尤为重要。本发明正是基于不同气体电化学传感器、热导检测器、光谱检测器以及快速质谱检测器之间互补性测试的需要，开发的一种气体稳压定量稀薄化部件，实现多种气体准确、稳定测量。

为解决快速过程质谱仪定量稳定性差与响应延迟等缺陷，同时实现多种气体检测器之间的互补性测试需求，本发明的目的之一在于提供一种适用于多路(1路或2路以上，例如3路)检测器检测的气体稳压定量稀薄化部件。

所述气体稳压定量稀薄化部件，按进样气体流向包括三通接头T1、真空稀薄室S1、真空调节系统，真空稀薄室S1通过三通接头T1与进样气体连接，三通接头T1另一接口与其他检测器J2连接或排空，即三通接头T1三个接头分别于进样气体、真空稀薄室S1、其他检测器J2连接；真空稀薄室S1除气体进气与出气支路外的另一侧支路与真空调节系统连接，通过真空调节系统调节真空稀薄室S1的真空度，进样气体经真空稀薄室S1后进入检测器J1。