[发明专利]一种生产现场气体分析用气相色谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线分析气体的气相色谱仪，特别是公开一种用于生产现场对气体进行在线分析的气相色谱仪，配备高灵敏度检测器，可安装在机柜或者分析小屋内，适用于对检测精度要求高的气体或者化工行业在生产现场或者中控环节对气体进行在线分析。也可与其他分析设备共同安装在一起，能适应各个工作场合的分析需要，而不像实验室用气相色谱仪有很大的使用局限性。

背景技术

近几年，随着工业的不断发展，产品的质量要求越来越高，生产商对于产品的质量控制也越发要求严格，对于使用的仪器也提出了更高的要求。尤其是气体在线分析的仪器，不仅要求分析精度高，还要求具有性能可靠、连续运行故障率低、数据及时上传、异常数据报警等功能。而目前国内的高灵敏度气相色谱仪还没有实现对气体进行在线分析，此领域的分析仪器基本被进口仪器所垄断，但是其结构复杂，生产成本较高，导致进口仪器价格高昂，很难被国内用户广泛接受。因此，设计一种能满足检测要求的、具备高灵敏度、可重复性，并符合在线分析的仪器标准，同时价格合理能为广泛用户接受的气体分析用在线气相色谱仪成为新的研究方向。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的难题，设计一种生产现场气体分析用气相色谱仪，

对现有的气相色谱仪系统做了一些改进，不仅重新选择了性能更好的部件，并有效地结合在一起，达到了理想的分析效果，并能达到各个工作场合的分析要求。本发明设计的稳定的气路控制和电路控制部分能确保仪器长时间开机工作，且整个运行过程全部自动化控制，满足用户需要。

本发明是这样实现的：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。

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，而CO₂还在第一高分子聚合物色谱柱时，切换带吹扫十通阀让剩余组分进入第二高分子聚合物柱再次分离，进入第一分子筛色谱柱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检测，再是O₂+Ar流出进脉冲氦离子化检测器检测，O₂+Ar完全流出后切换第一带吹扫四通阀，让主组分N₂放空，当CH₄出来之前转动第一带吹扫四通阀让剩余的N₂、CH₄、CO进入第二5A分子筛色谱柱再次分离，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分子筛色谱柱分离出来的N₂通过切换第二带吹扫四通阀来选择放空或进脉冲氦离子化检测器检测，通过调整各载气流速使第二高分子聚合物柱中分离出的CO₂在O₂+Ar出完后进脉冲氦离子化检测器检测。

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。