[发明专利]一种生产现场气体分析用气相色谱仪

权利要求书

1.一种生产现场气体分析用气相色谱仪，包括取样单元、气路控制单元、电路控制单元、分离单元、检测单元和数据处理单元，其特征在于：所述的取样单元为取样和自动进样单元，由定体积采样管、流量计和带吹扫十通阀构成，样品气进入分离单元时，保证切换时无空气渗漏而影响分析系统；所述的气路控制单元由固体过滤器、不锈钢隔膜稳压阀和氦气纯化器构成，提供高纯度载气给分离单元；所述的电路控制单元为温控电路、信号放大电路和检测器脉冲高压电路；所述的分离单元设有3个带吹扫隔膜阀，其中1个为所述取样单元中的带吹扫十通阀，另2个为带吹扫四通阀，采用三阀四柱切换流程，运用前切、后切、中心切割手段完成组分的全分离；所述的检测单元为脉冲氦离子化检测器；所述的数据处理单元为嵌入式工控电脑和数据上传模块。

2.根据权利要求 1 所述的一种生产现场气体分析用气相色谱仪，其特征在于：所述的分离单元由3个带吹扫隔膜阀和四根色谱柱组成；分析高纯氮气时过程如下：高纯氮样品气通过定体积采样管、带吹扫十通阀（203）切换，定体积采样管中的样品气在第一载气的带动下进入第一高分子聚合物色谱柱（201）预分离，预分离出N₂主峰和CO₂，当主峰完全进入第一5A分子筛色谱柱（204），而CO₂还在第一高分子聚合物色谱柱（201）时，切换带吹扫十通阀（203）让剩余组分进入第二高分子聚合物色谱柱（209）再次分离，进入第一分子筛色谱柱（204）中的样品气再次分离，H₂最先流出，进入脉冲氦离子化检测器（102）检测，再是O₂+Ar流出进脉冲氦离子化检测器（102）检测，O₂+Ar完全流出后切换第一带吹扫四通阀（212），让主组分N₂放空，当CH₄出来之前转动第一带吹扫四通阀（212）让剩余的N₂、CH₄、CO进入第二5A分子筛色谱柱（211）再次分离，因为N₂为主组分，含量非常大，所以从第一5A分子筛色谱柱（204）中出来的CH₄、CO在主峰N₂的拖尾上，必须再次进行分离，剩余的N₂、CH₄、CO经过第二5A分子筛色谱柱（211）分离出来的N₂通过切换第二带吹扫四通阀（210）来选择放空或进脉冲氦离子化检测器（102）检测，通过调整各载气流速使第二高分子聚合物色谱柱（209）中分离出的CO₂在O₂+Ar出完后进脉冲氦离子化检测器（102）检测。

3.根据权利要求 1 所述的一种生产现场气体分析用气相色谱仪，其特征在于：所述的检测单元为脉冲氦离子化检测器，包括放电部分、与放大器相连的信号收集部分和色谱柱接口，所述的放电部分为置于检测器池体上座中的脉冲放电电极，所述的信号收集部分和色谱柱接口依次置于脉冲氦离子化检测器池体下座中，所述的色谱柱接口旁还设有加热棒和铂电阻。

4.根据权利要求 1 所述的一种生产现场气体分析用气相色谱仪，其特征在于：所述的数据处理单元为安装在气相色谱仪的前面板上的嵌入式工控电脑，采用触摸屏操作方式对人机交互界面进行操作，上面安装有工作站，通过工作站实现对色谱仪的控制，并且完成对谱图信号的采集记录、结果计算，计算结果可通过4-20mA或者ModBus通讯协议上传至上位机。