CN106168612B - 一种气体分析进样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气体分析进样装置，包括设置有第一色谱柱的主气管路和与主气管路相连的第一、第二支气管路，第一支气管路上设置有开关阀，第二支气管路上串设有第二色谱柱，气体分析进样装置还包括用于检测第一、第二支气管路中的气体成份的传感器装置。通过在主气管路和第一、第二支气管路的连接处设置连接件进行切换色谱柱的气路，来减小气相色谱产生的基线波动，保证输出基线的平稳和传感器信号的精准，增加了色谱柱的有效利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体分析进样装置，属于气相色谱分析技术领域。
背景技术
近年来，油色谱在线监测装置在智能变电站领域不断发展，为更准确的了解变压器的运行状态，要求对油中溶解气体的含量监测更为精准，但由在线监测装置所运行的环境复杂以及装置不能绝对密封等原因，在全量进样的情况下，故障气体每次进样量不同，导致色谱柱负荷大小不一，气体分离后的效果差。
目前的气体分析进样装置大多采用双色谱柱结构，这种结构的装置在切换色谱柱的气路时，普遍采用电磁阀控制，而使用电磁阀切换气路的缺点是，切换瞬间产生冲击气流，这种现象会导致气体采样的基线不稳，对切换后的气体监测带来很大干扰，产生色谱拖尾峰，影响传感器检测气体的准确性，无法保证测量精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种气体分析进样装置，用于解决切换色谱柱气路时产生冲击气流导致的基线波动过大、气体检测不准问题。
为解决上述技术问题，本发明提出一种气体分析进样装置，包括设置有第一色谱柱的主气管路和与主气管路相连的第一、第二支气管路，第一支气管路上串设有第二色谱柱，第二支气管路上设置有开关阀，气体分析进样装置还包括用于检测第一、第二支气管路中的气体成份的传感器装置。
作为气体分析进样装置的进一步改进，第一色谱柱的长度大于第二色谱柱的长度。
作为气体分析进样装置的进一步改进，所述气体分析进样装置还包括通过出样三通与第一、第二支气管路的出口相连的出样管，传感器装置包括设置于所述出样管上的检测传感器。
作为气体分析进样装置的进一步改进，所述第一、第二支气管路通过连接件与主气管路相连，所述连接件包括被隔挡分隔成第一腔室和第二腔室的连接件本体，第一腔室具有主气管路连接气口和第一支气管路连接气口，第二腔室具有第二支气管路连接气口，隔挡上设置有连通第一腔室、第二腔室的连通结构，连接件本体上还设置有与第二腔室连通的第二载气口。
作为气体分析进样装置的进一步改进，连通结构为连通第一腔室与第二腔室的连通管，连通管的一端伸入到第二支气管路连接气口，连通管的管径小于第二支气管路连接气口。
作为气体分析进样装置的进一步改进，第二载气口、第二支气管路连接气口同轴的位于所述隔挡一侧，连通包括设置于所述隔挡上的横管段和与所述第二支气管路连接气口同轴或平行设置的竖管段，竖管段伸入到所述第二支气管路连接气口中。
作为气体分析进样装置的进一步改进，所述隔挡上的横管段与所述主管路连接气口同轴或平行设置，横管段伸入到所述主管路连接气口中。
作为气体分析进样装置的进一步改进，连接件本体上还设置有与第一腔室连通的第一载气口。
作为气体分析进样装置的进一步改进，第一载气口、第一支气管路连接气口同轴的位于所述隔挡的另一侧。
作为气体分析进样装置的进一步改进，所述气体分析进样装置还包括连接所述主气管路的定量装置，该定量装置包括：用于故障气体进样的进样管，进样管上设有D电磁阀，定量管通过N三通连接进样管、通过M三通连接第三支气管路，第三支气管路上设有C电磁阀，第四支气管路通过A电磁阀连接第三支气管路、通过B电磁阀连接进样管，第三支气管路还设有载气口。
本发明的有益效果是：本发明提出的气体分析进样装置，通过双色谱柱之间进行不使用电磁阀的气路切换方式，使气相色谱产生的基线波动减小，实现色谱分析系统的柔性运行和系统多环境的适应性，保证输出基线的平稳和传感器信号的精准，有效增加了色谱柱的利用率。
附图说明
图1是本发明气体分析装置的连接关系示意图；
图2是本发明实施例中连接件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明的一种气体分析进样装置的实施例。
所述气体分析进样装置如图1所示，包括：
设有第一色谱柱7的主气管路和与主气管路相连的第一、第二支气管路，第一支气管路上串设有第二色谱柱8，第二支气管路上设置有开关阀11，且第一色谱柱7的长度大于第二色谱柱8的长度。
用于故障气体进样的进样管，进样管上设有控制进样的D电磁阀16，用于气体定量的定量管5通过N三通4连接进样管、通过M三通3连接第三支气管路，第三支气管路上设有用于调节定量管5压力的C电磁阀6，第四支气管路通过A电磁阀1连接第三支气管路、通过B电磁阀2连接进样管，第三支气管路还设有载气口15，从载气口15进入的载气通过控制A电磁阀1、B电磁阀2把定量后的故障气体吹入设有第一色谱柱7的主气管路。
第一、第二支气管路与主气管路的连接处设有连接件12，该连接件结构如图2所示，包括：被隔挡12-7分隔成第一腔室12-1和第二腔室12-2的连接件本体，第一腔室12-1具有主气管路连接气口12-6和第一支气管路连接气口12-4，第二腔室12-2具有第二支气管路连接气口12-5，隔挡12-7上设置有连通第一腔室12-1、第二腔室12-2的连通结构，其中第一腔室12-1和第二腔室12-2应尽量小，以减小死体积；用于隔离第一腔室12-1和第二腔室12-2的隔挡12-7和设置在隔挡12-7上的连通结构为连通第一腔室12-1和第二腔室12-2的连通管12-3，所述连通管12-3通过直径的针管连通第一腔室12-1和第二腔室12-2。
连通管12-3有一定弯曲度，包括设置于所述隔挡12-7上的横管段和与所述第二支气管路连接气口12-5同轴或平行设置的竖管段，竖管段伸入到所述第二支气管路连接气口12-5中。隔挡12-7上的横管段与所述主管路连接气口12-6同轴或平行设置，横管段伸入到所述主管路连接气口12-6中。
连通管12-3的一端伸入到主气管路连接气口12-6中，连通管12-3的另一端伸入到第二支气管路连接气口12-5，伸入距离尽量控制在2mm左右，且连通管12-3的管径小于主气管路连接气口12-6和第二支气管路连接气口12-5。所述连通管12-3还可以为直管。
连接件本体上还设置有：与第一腔室12-1连通的第一载气口12-8，与第二腔室12-2连通的第二载气口12-9。第二载气口12-9、第二支气管路12-5连接气口同轴的位于所述隔挡12-7一侧，第一载气口12-8、第一支气管路连接气口12-4同轴的位于所述隔挡的另一侧。
出样三通9的三个端口与第一支气管路、第二支气管路及出样管连接。
用于检测第一、第二支气管路中的气体成份的传感器装置，该装置包括设置于所述出样管上的检测传感器10。
所述气体分析进样装置的工作过程如下：
如图1所示，A电磁阀1、B电磁阀2未上电的情况下竖向截止，载气气流不流入定量管5，而是通过载气口15流入第一色谱柱7，打开D电磁阀16，待分离故障气体从进样管流入定量管5后关闭D电磁阀16，打开C电磁阀6，使定量管5保持常压，定量管5定量故障气体后关闭C电磁阀6。本实施例中，连接C电磁阀6与定量三通3的第三支气管路、连接D电磁阀16与定量三通4的进样管采用标准气管，且管路长度尽量短，以减小阀内死体积，定量管5为螺旋涡管，以节省定量体积并准确定量气体，避免色谱柱负荷过载。
A电磁阀1、B电磁阀2同时横向截止，使定量后的故障气体通过载气吹入第一色谱柱7进行初次气体分离，如附图2所示，保持开关阀11关闭，第二腔室12-2压力随之上升，阻止故障气体通过连通管12-3流入连接第二支气管路的第二支气管路连接气口12-5，初始调节主气管路中的气压，使主气管路连接气口12-6的压强大于第一腔室12-1和第一支气管路连接气口12-4中的压强，第二支气管路成为唯一泄压口，故障气体随载气流入第一支气管路连接气口12-4进入第二色谱柱8，分离出小分子故障气体H2、CO、CH4，传感器检测分离后的故障气体，以电信号的形式输出色谱峰，并检测出气体H2、CO、CH4的含量，出样管出样。
然后检测大分子故障气体，需要进行色谱柱的切换。保持A电磁阀1、B电磁阀2横向截止，第一色谱柱7预分离出故障气体，打开控制第二支气管路的开关阀11，故障气体从第二支气管路流入，而第二色谱柱中8的气阻远大于第一支气管路中的阻力，使第二色谱柱8被旁路。分离后的故障气体由传感器检测故障气体C2H2、C2H4、C2H6的含量，出样管出样。
作为本发明的另一种实施方式，第三支气管路伸入气口12-8的管口长度略长于第四支气管路伸入气口12-9的管口长度，这样可增加第三支气管路的阻尼效果，使于第四支气管路的压强大于第三支气管路，通过载气口14和P三通13吹入的载气经过第三支气管路和第四支气管路向第一支气管路和第二支气管路中吹扫，将有助于加快分离气体在第一、第二支气管路中的流通。
作为本发明的另一种实施方式，本发明所述的气体分析进样装置中，第一色谱柱7的主气管路与第一、第二支气管路直接相连，并不设置连接件12或电磁阀，仍然通过初始调节主气管路中的气压和关闭开关阀11，使第一支气管路成为唯一泄压口，故障气体从第一支气管路连接气口12-4进入第二色谱柱8，从而分离出小分子故障气体，对大分子故障气体的分离仍然通过打开开关阀11旁路第二色谱柱来实现。
以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种气体分析进样装置，其特征在于：包括设置有第一色谱柱(7)的主气管路和与主气管路相连的第一、第二支气管路，第一支气管路上串设有第二色谱柱(8)，第二支气管路上设置有开关阀(11)，气体分析进样装置还包括用于检测第一、第二支气管路中的气体成份的传感器装置；
所述第一、第二支气管路通过连接件(12)与主气管路相连，所述连接件包括被隔挡(12-7)分隔成第一腔室(12-1)和第二腔室(12-2)的连接件本体，第一腔室(12-1)具有主气管路连接气口(12-6)和第一支气管路连接气口(12-4)，第二腔室(12-2)具有第二支气管路连接气口(12-5)，隔挡(12-7)上设置有连通第一腔室(12-1)、第二腔室(12-2)的连通结构，连接件本体上还设置有与第二腔室连通的第二载气口(12-9)。
2.根据权利要求1所述的气体分析进样装置，其特征在于：第一色谱柱(7)的长度大于第二色谱柱(8)的长度。
3.根据权利要求1所述的气体分析进样装置，其特征在于：所述气体分析进样装置还包括通过出样三通(9)与第一、第二支气管路的出口相连的出样管，传感器装置包括设置于所述出样管上的检测传感器(10)。
4.根据权利要求1所述的气体分析进样装置，其特征在于：连通结构为连通第一腔室(12-1)与第二腔室(12-2)的连通管(12-3)，连通管(12-3)的一端伸入到第二支气管路连接气口(12-5)，连通管(12-3)的管径小于第二支气管路连接气口(12-5)。
5.根据权利要求4所述的气体分析进样装置，其特征在于：第二载气口(12-9)、第二支气管路连接气口(12-5)同轴的位于所述隔挡(12-7)一侧，连通管(12-3)包括设置于所述隔挡(12-7)上的横管段和与所述第二支气管路连接气口(12-5)同轴或平行设置的竖管段，竖管段伸入到所述第二支气管路连接气口(12-5)中。
6.根据权利要求5所述的气体分析进样装置，其特征在于：所述隔挡(12-7)上的横管段与所述主管路连接气口(12-6)同轴或平行设置，横管段伸入到所述主管路连接气口(12-6)中。
7.根据权利要求1-6任一项所述的气体分析进样装置，其特征在于：连接件本体上还设置有与第一腔室(12-1)连通的第一载气口(12-8)。
8.根据权利要求7所述的气体分析进样装置，其特征在于：第一载气口(12-8)、第一支气管路连接气口(12-4)同轴的位于所述隔挡的另一侧。
9.根据权利要求1所述的气体分析进样装置，其特征在于：所述气体分析进样装置还包括连接所述主气管路的定量装置，该定量装置包括：用于故障气体进样的进样管，进样管上设有D电磁阀(16)，定量管(5)通过N三通(4)连接进样管、通过M三通(3)连接第三支气管路，第三支气管路上设有C电磁阀(6)，第四支气管路通过A电磁阀(1)连接第三支气管路、通过B电磁阀(2)连接进样管，第三支气管路还设有载气口(15)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |