专利名称：一种可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气相色谱仪，尤其是一种可同时测定氧气和氮气的气相色谱 仪。
背景技术：
随着新技术的发展，气相色谱分析方法作为成熟的气体检测分析方法被广泛应 用，可以同时分析氧气、氮气等多种气体，并起到了积极重要的作用。为了测定氧气、氮气气体，如图1所示，常规气相色谱仪包含通过气路连接管线连 接的切换阀1、色谱柱2与检测器3，及通过网路连接所述的检测器3的数据处理系统4。该 常规气相色谱仪采用一根色谱柱和一个热导检测器进行检测，利用色谱柱对混合气体进行 分离，热导检测器进行检测，数据处理系统进行分析处理得到测定数据。常规采用气相色谱 仪的测定方法是将待分析的样品气通过切换阀1切入气路中，用载气将切入气路中的样 品气带入色谱柱2，利用样品气中的待测成份的分离特性不同，对样品气进行分析，将分离 后的样品气带入检测器3进行检测，转换成信号记录，然后通过网路传输给数据处理系统， 完成测定分析。但是样品气中通常还有许多其他影响色谱柱分离的气体，氮气氧气就不容 易被分离，而且其它气体还会对氮气和氧气的分离产生干扰。而且，该常规气相色谱仪的色 谱柱在长期工作时，存在着色谱柱污染等因素，不能准确地进行实时分析监测。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种新型的分析氧气、氮气的气相色谱仪，可以实时在 线进行氧气、氮气的分析测定，并且避免二氧化碳等气体的存在对色谱分离的干扰。为了达到上述目的，本实用新型提供了一种可同时测定气体中氧气和氮气的气相 色谱仪，该气相色谱仪包含色谱预柱、十一通拉杆阀、色谱主柱、热导检测器及数据处理系 统，所述的色谱预柱、十一通拉杆阀、色谱主柱、热导检测器依次通过气路连接管线连接；所 述的数据处理系统与所述热导检测器通过网路连接。上述的可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪，其中，所述的十一通拉杆阀 包含拉杆阀套筒，及套设在拉杆阀套筒内的拉杆阀阀芯；所述的拉杆阀套筒与所述的拉 杆阀阀芯之间有空隙；所述的拉杆阀套筒分为十一个等距的环带区域，每个环带区域设置 有一个孔，所述的相邻两个环带区域的轴向距离为d ；所述的每个孔连接一根管道；所述的 拉杆阀阀芯上等距设置有5个环状凸起，所述环状凸起能完全密封拉杆阀套筒与所述的拉 杆阀阀芯之间的空隙，起到类似隔板的作用。上述的可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪，其中，所述的凸起设置在距 离拉杆阀阀芯端部1. 5d的位置，所述的两个相邻凸起的轴向距离为dl，且dl=3d。上述的可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪，其中，所述的每个孔可以设 置在其所在环带区域的任意位置。本实用新型的气相色谱仪在一个系统内同时装有两根不同的色谱柱；利用一根色谱柱(即色谱预柱)分离需要分析与影响分析的气体，再用另外一根色谱柱(即色谱主柱)分 离需要分析的样品气体，然后，通过热导池检测器和色谱软件(即数据处理系统)测定和计 算得到氧气和氮气的浓度；而且，本实用新型采用十一通拉杆阀可以在进样时，对整个气相 色谱仪的气路系统进行载气冲洗，以避免色谱仪气路系统中有前一次样品气的残留污染， 从而实现实时分析监测的效果，并且不会受到其他气体的干扰。本实用新型由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点 和积极效果1、通过联用两种不同色谱分离柱，根据不同的特性来分离并取舍各种气体样品， 避免了气体干扰；2.联用两种不同色谱分离柱，及设置十一通拉杆阀，切换进样、分析状态，并在进 样同时对气路系统进行冲洗，从而避免气路系统中的气体残留污染，实现了连续实时监测 的功能。
图1是现有技术的常规气相色谱仪的示意图。图2是本实用新型的一种可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪的系统结 构的示意图。图3是本实用新型的一种可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪的十一通 拉杆阀的结构示意图。图4A是本实用新型的一种可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪分析状态 的流程示意图。图4B是本实用新型的一种可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪进样状态 的流程示意图。
具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式
。如图2所示，为本实用新型一种可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪，该 气相色谱仪包含依次通过气路连接管线连接的色谱预柱10、十一通拉杆阀20、色谱主柱 30、热导检测器40及与热导检测器40通过网路连接的数据处理系统50。检测分析时，样品 气体经色谱预柱10初步分离出没有干扰气体的样品气，然后，通过十一通拉杆阀20切换， 将除去了干扰气体的样品气经载气带入到色谱主柱30中，再次进行分离，然后通过热导检 测器40进行检测，最后检测信号通过网路进入数据处理系统50进行分析处理，以测定气体 中氧气和氮气的含量。如图3所示，为本实用新型所述的十一通拉杆阀20的结构示意图，该十一通拉杆 阀20包含拉杆阀套筒21，及，套设在拉杆阀套筒21内的拉杆阀阀芯22，所述的拉杆阀套 筒21与所述的拉杆阀阀芯22之间有空隙；所述的拉杆阀套筒21分为十一个等距的环带区 域，每个环带区域设置有一个孔al-all，其中，相邻两个环带区域之间的轴向距离为d，如， 所述的a9与alO所在的环带区域轴向距离为d。所述的每个孔都连通一根气路管道。所述的拉杆阀阀芯22上等距设置有5个环状凸起bl_b5，这些环状凸起能完全密封拉杆阀套筒21与所述的拉杆阀阀芯22之间的空隙。其中，所述的凸起bl设置在距离拉 杆阀阀芯22端部1. 5d的位置，两个相邻凸起的轴向距离为dl，且dl=3d。所述的凸起可以 是固定焊接的环状物，也可以是可拆卸的橡胶垫圈等密封圈。如图4A及图4B所示，为本实用新型的分析状态及进样状态的气路分析流程图， 其中，相邻环带区域的两个孔之间的虚线表示该两个孔所在的环带区域处于连通状态；此 处的载气70是氢气。所述的每个孔af all都分别通过气路管道与外界连通。所述的al、 a8、all分别通过管道与载气70连通，形成第一通路pi、第二通路p2及第三通路p3 ；所述 的a2、a5分别与定量管60连通；所述的a3与样品气80连通；所述的a4、a7分别与大气连 通；所述的a6、a9分别与色谱预柱10连通，所述的alO与色谱主柱30连通。如图4A所示，此时，i^一通拉杆阀20的阀芯22处于拉出状态，开始样品气分析 载气70的第一通路pl，通过十一通拉杆阀20的al、a2，将定量管60中的样品气，通过十一 通拉杆阀20的a5、a6带入到色谱预柱10进行初步分离，然后，除去了干扰气体的样品气， 通过十一通拉杆阀20的a9、al0带入到色谱主柱30中再次进行分离，然后进入热导检测器 40进行检测，然后通过数据处理系统对检测信号进行分析处理，完成对样品气中氧气和氮 气含量的测定；载气70的第二通路p2，通过十一通拉杆阀20的a8、a7，直接放空；此时，载 气70的第三通路p3处于封闭状态；样品气80通过i^一通拉杆阀20的a3、a4直接放空。 然后，将拉杆阀阀芯22推进，使其达到图4B所示的状态，开始对整个气相色谱仪进行冲洗， 并开始进样。如图4B所示，此时是进样状态载气70的第一通路pl密闭；载气70的第二通路 p2通过i^一通拉杆阀20的a8、a9进入色谱预柱10，再通过i^一通阀20的a6、a7放空，完 成对色谱预柱10的反吹冲洗，以除去前一次的样品气残留，避免污染后续待测样品气，便 于连续实时监测；载气70的第三通路p3打开，通过十一通拉杆阀20的all、al0，对色谱主 柱30进行冲洗，以除去前一次的样品气残留，便于连续实时监测；待检测的样品气80通过 i^一通拉杆阀20的a3、a2进入定量管60，再通过通过i^一通拉杆阀20的a5、a4进行放 空，完成对定量管内的样品气冲洗，以除去上一次残留的样品气，并对定量管进行新的样品 气填充。然后，拉出拉杆阀阀芯22，完成新的待测定样品气对定量管的填充。此时，处于样 品分析状态，如图4A所示。通过上述方式，通过推进或拉出十一通拉杆阀阀芯，重复切换分析状态、进样状 态，从而周期性地进行进样、分析、再进样、再分析的循环过程，实现本实用新型的连续实时 监测的测定功能。综上所述，本实用新型通过增加色谱预柱进行初步分离对氮气和氧气测定造成干 扰的气体，然后，通过十一通拉杆阀完成分析、进样的切换，并能在进样前对整个气相色谱 仪进行载气冲洗，避免前一次样品气残留造成的误差，从而，实现连续测定氧气和氮气的测 定功能，在样品气实时分析监测中有积极的作用。尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上 述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于 本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附 的权利要求来限定。
权利要求1.一种可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪，其特征在于，该气相色谱仪包含 色谱预柱(10)、十一通拉杆阀(20)、色谱主柱(30)、热导检测器(40)及数据处理系统(50)，所述的色谱预柱(10)、i^一通拉杆阀(20)、色谱主柱(30)、热导检测器(40)依次通过 气路连接管线连接；所述的数据处理系统(50)与所述热导检测器(40)通过网路连接。
2.如权利要求1所述的可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪，其特征在于，所 述的十一通拉杆阀(20)包含拉杆阀套筒(21)，及套设在拉杆阀套筒(21)内的拉杆阀阀芯 (22)；所述的拉杆阀套筒(21)与所述的拉杆阀阀芯(22)之间有空隙；所述的拉杆阀套筒(21)分为十一个等距的环带区域，每个环带区域设置有一个孔 (al-all)，所述的相邻两个环带区域的轴向距离为d ；所述的每个孔(al-all)连接一根管 道；所述的拉杆阀阀芯(22)上等距设置有5个环状凸起(bl-b5)，所述环状凸起能完全密 封拉杆阀套筒(21)与所述的拉杆阀阀芯(22)之间的空隙。
3.如权利要求2所述的可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪，其特征在于，所 述的凸起(bl)设置在距离拉杆阀阀芯(22)端部1.5d的位置，所述的两个相邻凸起的轴向 距离为dl，且dl=3d。
4.如权利要求2所述的可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪，其特征在于，所 述的每个孔(al-all)可以设置在其所在环带区域的任意位置。
专利摘要本实用新型涉及一种可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪，该气相色谱仪包含色谱预柱、十一通拉杆阀、色谱主柱、热导检测器及数据处理系统，所述的色谱预柱、十一通拉杆阀、色谱主柱、热导检测器依次通过气路连接管线连接；所述的数据处理系统与所述热导检测器通过网路连接。本实用新型提供的可同时测定气体中氧气和氮气的气相色谱仪，通过联用两种不同色谱分离柱，达到避免其他气体干扰的功能，进一步地还通过设置十一通拉杆阀，切换进样、分析状态，并在进样同时对气路系统进行冲洗，从而避免气路系统中的气体残留污染，实现了连续实时监测的功能。
文档编号G01N30/02GK201837614SQ20102058962
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者杨文飞, 毕东杰, 赵要强 申请人:上海神开石油化工装备股份有限公司, 上海神开石油科技有限公司, 上海神开石油设备有限公司