专利名称：一种快捷检测氢气组分的装置的制作方法
技术领域：
一种快捷检测氢气组分的装置技术领域本技术涉及气体分析领域，尤其涉及针对高纯氢气分析。
背景技术：
目前，氢气在能源领域已充分显现出自身多方面的优势。电子、有机合 成、石英加工等领域对氢气纯度也提出更高的要求，目前用于制备氢气的原料如表1。表 1 在以上生产工艺中经净化后的氢气产品主要存在如表2的杂质。GB/T7445-1995表2 在对杂质分析过程中，尤其高纯氢以上纯度等级的分析，对仪器的检测限提出了 更高的要求。目前行业普遍采用的气体分析方式为氧(氩)和氮含量测定的原理是采用变温吸附浓缩技术，以热导检测器检测。首 先使样品气中被测组分在液氮温度下的浓缩柱上定量吸附，然后升温脱附，因而使样品中 被测组分预先提浓，再经过色谱柱分离后检测。被测组分先进入热导池引起桥流阻值的变化与其含量成比例，由此可以测定出氧(氩)和氮含量。一氧化碳、二氧化碳、甲烷含量测定原理是采用变温浓缩转化技术，以氢焰检测器 测定。首先将被测组分经浓缩柱提浓，然后经色谱柱分离，再将其中一氧化碳、二氧化碳经 催化加氢转化为甲烷，依次进入离子化室，在火焰中生成离子，由于离子数与被测组分含量 成正比例，从而可以测定一氧化碳、二氧化碳和甲烷含量。以上的检测技术存在不足1、本检测方法需要应用到两台仪器或两种检测器，应 用起来不方便，投资成本也较高。2、测试过程中都需要变温浓缩，浓缩过程会带来很多麻烦 如设备结构复杂、需要液氮作为冷源带来经济支出和不安全因素(冻伤)、需要样气、标准 气量大、分析操作过程时间长(从进样到给出数据需要60-120分钟)，测试结果会因人员操 作因素引进较大误差等。如何能在分析过程中避免以上问题，且能对连续生产给出及时、安全、科学的数 据，成为亟待解决的问题。
发明内容发明目的本实用新型提供一种快捷检测氢气组分的装置，其目的是解决以往 装置的以下问题1、应用不便，投资成本高；2、分析操作过程时间长，测试结果会因人员操 作因素引进较大误差。技术方案本实用新型是通过以下技术方案实现的一种快捷检测氢气组分的装置，包括载气瓶、减压器、深度净化器、进样六通阀、氧 气吸附器、色谱柱、氦离子化检测器、样气标气钢瓶及连接他们的管路；载气瓶连接至减压 器，减压器连接至深度净化器，深度净化器和样气标气钢瓶通过进样六通阀连接至氧气吸 附器，氧气吸附器连接至色谱柱，色谱柱连接至氦离子化检测器，其特征在于在所述的氧 气吸附器前的管路上设置有选择携带样气的载气是否通过氧气吸附器的四通切换阀，四通 切换阀还通过管路连接至色谱柱；在所述色谱柱与氦离子化检测器之间的管路上还设置有 预切割阀，深度净化器通过管路连接至预切割阀。所述四通切换阀的内径为2mm，所连接管路内径均为2mm，在氧气吸附器与色谱柱 之间的管路上设置有第一电磁阀，在四通切换阀与色谱柱之间的管路上设置有与第一电磁 阀同步控制的第二电磁阀。所述预切割阀的内径为2mm，与其所连接管路内径均为2mm。优点及效果本实用新型提供一种快捷检测氢气组分的装置，包括载气瓶、减压 器、深度净化器、进样六通阀、氧气吸附器、色谱柱、氦离子化检测器、样气标气钢瓶及连接 它们的管路；载气瓶连接至减压器，减压器连接至深度净化器，深度净化器与样气、标气钢 瓶通过进样六通阀连接至氧气吸附器，氧气吸附器连接至色谱柱，色谱柱连接至氦离子化 检测器，在所述的氧气吸附器前的管路上设置有四通切换阀，四通切换阀通过切换使载气 带着样气或进入色谱柱或经氧气吸附器后再进入色谱柱；在所述色谱柱后的管路上设置有 预切割阀，预切割阀通过切换对定时流出的组分进行切除阻止不需要组分进入氦离子化检 测器。该实用新型提供了在一台仪器上实现对氢气中氧(氩)、氮、一氧化碳、二氧化碳、 甲烷的全分析。不需要对样品进行预浓缩，节省时间且标气样气用量小、分析结果因人员操作引进的误差大大减小。分析测试过程没有不安全因素。分析数据更加精确可靠，从进样 到给出数据仅需要10分钟。该实用新型在原有高纯氧分析仪基础上进行改装。高纯氧分析仪配备有氦离子化 检测器，此检测器对高纯氢中各杂质均有很好的检出限。具体主要对仪器气路系统进行改 装，在进样阀后氧气吸附器前加一套四通阀。当进行高纯氧分析时使用氧气吸附器气路，当 进行氢气分析时使用氢气气路。在色谱柱后加一套预切割柱，对先流出的氢气组分进行切 除，然后让其它流出组分进入检测器。

图1为原结构示意图。图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明如图2所示，本实用新型提供一种快捷检测氢气组分的装置，包括载气瓶1、减 压器2、深度净化器3、进样六通阀4、氧气吸附器5、色谱柱6、氦离子化检测器7、样气标气 钢瓶8及连接他们的管路；载气瓶1连接至减压器2，减压器2连接至深度净化器3，深度净 化器3和样气标气钢瓶8通过进样六通阀4连接至氧气吸附器5，氧气吸附器5连接至色谱 柱6，色谱柱6连接至氦离子化检测器7，在所述的氧气吸附器5前的管路上设置有四通切 换阀9，四通切换阀9通过阀本身动作选择携带样气的载气是否通过氧气吸附器5 ；在所述 色谱柱6与氦离子化检测器7之间的管路上还设置有预切割阀10，深度净化器3通过管路 连接至预切割阀10。预切割阀10通过阀自身动作对经色谱柱6分离后的物质进行选择性 切割，将不需要的组分切除后通过深度净化器3与预切割阀10之间的管路内的载气对被切 割组分进行吹除。所述四通切换阀9的内径为2mm，所连接管路内径均为2mm ；在氧吸附器5与色谱 柱6之间的管路上设置有第一电磁阀，在四通切换阀9与色谱柱6之间的管路上也设置有 与第一电磁阀同步控制的第二电磁阀；而所述预切割阀10的内径为2mm，所连接管路内径 均为2mm，这样会保证该装置的高效稳定。该装置在使用过程中，当需要分析高纯氧时将四通切换阀9和预切割阀10选择在 图2中的实线B所在位置，这时第二电磁阀关闭，整个旁通系统处于封闭状态。载气携带着 样品气由进样六通阀4流经四通阀9进入氧气吸附器5后，通过开启的第一电磁阀流入色 谱柱6，样品气经过色谱柱6进行组分分离后，经过预切割阀10实线B位置流入检测器7进 行检测。当需要分析高纯氢时四通切换阀9由B位置旋至虚线A位置，(实线为阀内部连 接管路，能够将连接点联通)这时第一电磁阀关闭，整个氧气吸附器5系统处于封闭状态。 载气携带着氢气样品气由进样六通阀4流经四通阀9通过开启的第二电磁阀直接进入色 谱柱6，样品气经过色谱柱6进行组分分离后，当进样后0. 9min时将预切割阀10迅速由实 线B位置旋至虚线A位置，当进样时间到2. 5分钟时将预切割阀10由虚线A位置旋至实 线B位置，这样就将主组分氢气进行了切除，使之不会对杂质色谱峰产生掩盖等影响，等到 13min所有色谱峰出完后，一次分析结束。该实用新型利用原有高纯氧分析仪进行改装，将分析仪气路系统进行改造，使之 适合分析样品增加，既节省投资又简化分析方法同时还使分析结果更加及时可靠。
权利要求一种快捷检测氢气组分的装置，包括载气瓶(1)、减压器(2)、深度净化器(3)、进样六通阀(4)、氧气吸附器(5)、色谱柱(6)、氦离子化检测器(7)、样气标气钢瓶(8)及连接他们的管路；载气瓶(1)连接至减压器(2)，减压器(2)连接至深度净化器(3)，深度净化器(3)和样气标气钢瓶(8)通过进样六通阀(4)连接至氧气吸附器(5)，氧气吸附器(5)连接至色谱柱(6)，色谱柱(6)连接至氦离子化检测器(7)，其特征在于在所述的氧气吸附器(5)前的管路上设置有选择携带样气的载气是否通过氧气吸附器(5)的四通切换阀(9)，四通切换阀(9)还通过管路连接至色谱柱(6)；在所述色谱柱(6)与氦离子化检测器(7)之间的管路上还设置有预切割阀(10)，深度净化器(3)通过管路连接至预切割阀(10)。
2.根据权利要求1所述的一种快捷检测氢气组分的装置，其特征在于所述四通切换阀(9)的内径为2mm，所连接管路内径均为2mm，在氧气吸附器(5)与色谱柱(6)之间的管路上 设置有第一电磁阀，在四通切换阀(9)与色谱柱(6)之间的管路上设置有与第一电磁阀同 步控制的第二电磁阀。
3.根据权利要求1所述的一种快捷检测氢气组分的装置，其特征在于所述预切割阀(10)的内径为2mm，与其所连接管路内径均为2mm。
专利摘要本实用新型提供一种快捷检测氢气组分的装置，包括载气瓶、减压器、深度净化器、进样六通阀、氧气吸附器、色谱柱、氦离子化检测器、样气标气钢瓶及连接他们的管路；载气瓶连接至减压器，减压器连接至深度净化器，深度净化器与样气标气钢瓶通过进样六通阀连接至氧气吸附器，氧气吸附器连接至色谱柱，色谱柱连接至氦离子化检测器，在所述的氧气吸附器前的管路上设置有四通切换阀，四通切换阀通过切换使载气带着样气或进入色谱柱或经氧气吸附器后再进入色谱柱；在所述色谱柱后的管路上设置有预切割阀，预切割阀通过切换对定时流出的组分进行切除阻止不需要组分进入氦离子化检测器。
文档编号G01N30/20GK201637728SQ20102011927
公开日2010年11月17日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者刘雪峰, 曹灼, 辛佳鹏, 陈代勇 申请人:沈阳洪生气体有限公司