CN109387540B - 氦气连续在线监测系统及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氦气连续在线监测系统及其监测方法。监测系统包括第一进气口、第二进气口、第一排气口、第二排气口、气体预处理组件、气体分离柱、热导传感器、缓冲罐、定量管、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵、采样气泵和主控电路，构成清洗气路、采样气路和测量气路。监测方法为：主控电路分别控制第一至第四电磁阀的通向及测量气泵和采样气泵的运行，实现清洗气路、采样气路和测量气路的自动切换，先清洗气路工作，再采样气路工作，最后测量气路工作。本发明通过定量对比分析并采用全差分对比分析法检测气体中氦气的浓度，响应快、灵敏度高，不易受环境条件变化影响，适用野外观测环境。

Description

氦气连续在线监测系统及其监测方法

技术领域

本发明涉及地壳中微量痕量氦气分析技术领域，尤其涉及一种氦气连续在线监测系统及其监测方法，主要应用于地壳内部氦气检测分析，可为氦气气藏勘探和地震短临预测提供依据，也可应用于工业自动化检漏分析。

背景技术

地球上的氦是重放射性元素α衰变的产物，由放射性衰变生成的氦主要是同位素⁴He，主要保存在岩石中，并逐渐溶解到地下水中。氦气具有极大的渗透性和扩散性，在地壳运动过程中，氦气可以通过地壳岩石的裂隙渗透扩散到含水层，随地下水一起流出地表，或通过地壳岩石裂隙渗透到断层中，直接扩散至地表。因此，地表层的水或断层中氦气浓度的分布预示着地下深层氦气的蕴含量，氦气浓度的变化与地震及断层活动关系密切。检测地下流体中的氦气浓度不仅可以勘探天然氦气藏作为天然气指示来源，还可以应用于地震前兆预测。

目前，国内外广泛应用的测氦方法是气相色谱检测法和质谱检测法，但这两种仪器操作复杂，维护困难，费用高，体积大，检测时要求的环境稳定性较高，因此不适用于野外现场检测，极大的影响了野外工作的可靠性，而且由于氦气具有渗透性，对于实验室检测前的样品采集封闭要求较高，容易导致较大的测量误差。此外，由于氦气与氢气的质量接近，导致氦气与微量轻组分气体如氢和氖的分离效果较差。国内也有根据其他原理研制出的测氦仪，如利用石英对氦气的高渗透性和离子钛泵的工作原理设计出的连续监测测氦仪，但是这种测氦仪的反应速度很慢，需要依靠氦气的缓慢渗透测量离子泵的工作电压变化，且由于钛膜的饱和吸附导致仪器寿命较短，量程较小，在连续监测中时效性和应用范围较小，导致仪器的应用受阻。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种氦气连续在线监测系统及其监测方法，其传感器响应速度快，灵敏度高，气体组分分辨力强，能在线连续观测氦气的浓度变化，稳定性好，不易受环境条件变化影响，可实现野外原位检测，准确度高，适用于连续在线监测地下逸出或工业逸出氦气。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的氦气连续在线监测系统，包括第一进气口、第二进气口、第一排气口、第二排气口、气体预处理组件、气体分离柱、热导传感器、缓冲罐、定量管、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵、采样气泵和主控电路，第一进气口和气体预处理组件相连，第二进气口和第三电磁阀相连，气体预处理组件通过三通管和第一电磁阀、第三电磁阀相连，第三电磁阀经定量管和第四电磁阀相连，第四电磁阀经第二流量计和采样气泵相连，采样气泵和第二排气口相连，气体分离柱通过三通管和第一电磁阀、第四电磁阀相连，气体分离柱经第二电磁阀和热导传感器的进气口相连，热导传感器的出气口和缓冲罐相连，缓冲罐经第一流量计和测量气泵相连，测量气泵和第一排气口相连，热导传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵及采样气泵分别和主控电路相连。第一进气口、气体预处理组、第一电磁阀、气体分离柱、第二电磁阀、热导传感器、缓冲罐、第一流量计、测量气泵及第一排气口构成清洗气路；第一进气口、气体预处理组、第三电磁阀、定量管、第四电磁阀、第二流量计、采样气泵及第二排气口构成采样气路；第二进气口、第三电磁阀、定量管、第四电磁阀、气体分离柱、第二电磁阀、热导传感器、缓冲罐、第一流量计、测量气泵及第一排气口构成测量气路。主控电路分别控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的通向及测量气泵和采样气泵的运行，实现清洗气路、采样气路和测量气路的自动切换。先清洗气路工作，获得参比信号；接着采样气路工作，获得定量样气；最后测量气路工作，获得测量信号。主控电路对参比信号和测量信号进行对比分析，获得样气中氦气的浓度，进行显示和后续统计分析。本技术方案中，传感器响应速度快，灵敏度高，气体组分分辨力强，能在线连续观测氦气的浓度变化，稳定性好，不易受环境条件变化影响，可实现野外原位检测，准确度高，适用于连续在线监测地下逸出或工业逸出氦气。

作为优选，所述的热导传感器是个内部设有参比池和测量池的块体，参比池和测量池均为呈圆管状的池体，两池体相间隔平行设置，两池体的进口均设于块体的左侧，即为热导传感器的进气口，所述的第二电磁阀为一进二出电磁阀，两池体的进口分别和第二电磁阀的两个出口相连，两池体的出口通过块体内部的管路连通后和设于块体右侧的热导传感器的出气口相连，两池体的中心位置均悬置有一沿池体长度方向分布的热敏元件，热敏元件和所述的主控电路相连。清洗气路工作时，空气从第一进气口流入，经清洗气路流入热导传感器的参比池，参比池热敏元件与空气接触则电阻发生变化，参比池热敏元件的电阻信号作为参比信号传输给主控电路。测量气路工作时，空气从第二进气口流入，推动定量管中的样气流入气体分离柱进行分离，使样气中的氦气与其他气体以时序方式先后经过第二电磁阀流入热导传感器的测量池，氦气最先接触测量池热敏元件，使测量池热敏元件的电阻发生变化，测量池热敏元件的电阻信号作为测量信号传输给主控电路。主控电路采集参比信号和测量信号，通过电阻变化计算热敏元件接触气体后的热导系数变化，最后获得样气中氦气的浓度。传感器响应速度快、传感信号响应强、线性范围广，不易受环境条件变化影响，抗干扰性强，准确度高。

作为优选，所述的池体内壁设有两排沿池体长度方向间隔分布的支撑柱，两排支撑柱分别位于池体内壁的相对位置，支撑柱和所述的热敏元件相连，支撑柱将热敏元件悬置在池体中，两排支撑柱交错设置。支撑柱的设置，减少气流流过时热敏元件产生振动。热敏元件悬置，确保气体流过池体时，能充分和热敏元件表面接触，增大热敏元件和气体的接触面积，提高响应速度，提高测量的准确性和可靠性。

作为优选，所述的热敏元件是个由负温度系数热敏电阻复合材料制备而成的螺旋形线圈，线圈的线芯是铂丝，线芯外面通过磁控溅射溅镀有一层纳米粉末薄膜层，纳米粉末为通过球磨-粉末烧结法制备成的Ba-Fn-Sn-O钙钛矿型纳米粉末。既保证了热敏元件在较大的温度范围内具有线性，又避免了铂丝在高温下氧化老化而减少使用寿命的问题。

作为优选，所述的气体预处理组件包括分子筛毛细管和多层分离膜，分子筛毛细管内填充有含碱担体，分子筛毛细管的进口和所述的第一进气口相连，多层分离膜覆盖在分子筛毛细管的出口上，所述的分离膜为聚酯素纤维半透膜。分子筛毛细管内填充的含碱担体用于过滤气体中的有害干扰气体。多层分离膜利用聚酯素纤维半透膜过滤气体中的小粒径气体。

作为优选，所述的气体分离柱是个螺旋形管，管内填充粒径为30～40目的碳小球。由于气体的迁移速度不同、吸附性能不同，不同成份的气体流过气体分离柱所需时间不同，因此通过气体分离柱可以有效分离与氦气性质接近的气体成份，本技术方案利用螺旋形管增加分离柱的吸附阻力，延长氦气与其他气体的分离时间。

作为优选，所述的主控电路包括中央处理单元、信号处理单元、气路控制单元、网络通讯单元、存储单元、人机互话单元及为整个氦气连续在线监测系统提供工作电压的电源单元，信号处理单元、气路控制单元、网络通讯单元、存储单元及人机互话单元分别和中央处理单元相连，信号处理单元和所述的热导传感器的传感信号输出端相连，气路控制单元分别和所述的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵及采样气泵相连。以中央处理单元为核心，气路控制单元控制各电磁阀的通向及测量气泵、采样气泵的运行，实现清洗气路、采样气路和测量气路的自动切换，信号处理单元采集热导传感器的传感信号，送中央处理单元进行分析和处理。存储单元进行相关数据的存储。人机互话单元包括显示屏和按键，实现人机互话。通过网络通讯单元，实现远程监测和控制。

本发明的氦气连续在线监测系统的监测方法为：所述的第一进气口、气体预处理组、第一电磁阀、气体分离柱、第二电磁阀、热导传感器、缓冲罐、第一流量计、测量气泵及第一排气口构成清洗气路；所述的第一进气口、气体预处理组、第三电磁阀、定量管、第四电磁阀、第二流量计、采样气泵及第二排气口构成采样气路；所述的第二进气口、第三电磁阀、定量管、第四电磁阀、气体分离柱、第二电磁阀、热导传感器、缓冲罐、第一流量计、测量气泵及第一排气口构成测量气路；所述的主控电路分别控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的通向及测量气泵和采样气泵的运行，实现清洗气路、采样气路和测量气路的自动切换，先清洗气路工作，接着采样气路工作，最后测量气路工作，测量时，所述的热导传感器输出的反映样气中氦气浓度的传感信号输送给所述的主控电路进行分析和显示。本技术方案智能化、自动化程度高，操作方便，传感器响应速度快，灵敏度高，气体组分分辨力强，能在线连续观测氦气的浓度变化，稳定性好，不易受环境条件变化影响，可实现野外原位检测，准确度高，适用于连续在线监测地下逸出或工业逸出氦气。

作为优选，所述的热导传感器是个内部设有参比池和测量池的块体，参比池和测量池均为呈圆管状的池体，两池体相间隔平行设置，两池体的进口均设于块体的左侧，即为热导传感器的进气口，所述的第二电磁阀为一进二出电磁阀，两池体的进口分别和第二电磁阀的两个出口相连，两池体的出口通过块体内部的管路连通后和设于块体右侧的热导传感器的出气口相连，两池体的中心位置均悬置有一沿池体长度方向分布的热敏元件，热敏元件和所述的主控电路相连；所述的监测方法包括：所述的清洗气路工作时，空气流入所述的第一进气口，经过气体预处理组的处理，流过第一电磁阀、气体分离柱和第二电磁阀，进入所述的热导传感器的参比池，再经过缓冲罐、第一流量计和测量气泵，最后从第一排气口流出，参比池热敏元件与空气接触则电阻发生变化，参比池热敏元件的电阻信号作为参比信号传输给所述的主控电路；所述的测量气路工作时，经过采样气路的运行所述的定量管中有经过定量的样气，空气流入所述的第二进气口，作为载气推动定量管中的样气流经第四电磁阀后流入气体分离柱进行分离，使样气中的氦气与其他气体以时序方式先后经过第二电磁阀流入所述的热导传感器的测量池，氦气先接触测量池热敏元件，使测量池热敏元件的电阻发生变化，测量池热敏元件的电阻信号作为测量信号传输给所述的主控电路，主控电路对参比信号和测量信号进行对比分析，获得样气中氦气的浓度。主控电路采集参比信号和测量信号，通过电阻变化计算热敏元件接触气体后的热导系数变化，最后获得样气中氦气的浓度。传感器响应速度快、传感信号响应强、线性范围广，不易受环境条件变化影响，抗干扰性强，准确度高。

本发明的有益效果是：通过气体预处理组件消除气体中的干扰气体和水蒸气，采用分离柱分离氦气与其他气体，通过定量对比分析检测气体中氦气的浓度，采用全差分对比分析法采集热导传感器的响应信号，传感器响应速度快、传感信号响应强、线性范围广，能在线连续测量氦气的浓度变化，灵敏度高，稳定性好，不易受环境条件变化影响，抗干扰性强，准确度高，适用野外观测环境，具备网络传输功能，能实现远程监测和控制，满足野外长期定点连续观测的需求。

附图说明

图1是本发明的一种系统连接结构框图。

图2是本发明中热导传感器的一种结构示意图。

图3是本发明中气体预处理组件的一种结构示意图。

图4是本发明中主控电路的一种电路原理连接结构框图。

图中1.第一电磁阀，2.第二电磁阀，3.第三电磁阀，4.第四电磁阀，5.气体预处理组件，6.气体分离柱，7.热导传感器，8.缓冲罐，9.定量管，10.第一流量计，11.第一进气口，12.第二进气口，13.第二流量计，14.测量气泵，15.采样气泵，16.主控电路，17.中央处理单元，18.信号处理单元，19.气路控制单元，20.网络通讯单元，21.第一排气口，22.第二排气口，23.存储单元，24.人机互话单元，25.电源单元，51.分子筛毛细管，52.多层分离膜，71.参比池，72.测量池，73.热敏元件，74.支撑柱。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的氦气连续在线监测系统，如图1所示，包括第一进气口11、第二进气口12、第一排气口21、第二排气口22、气体预处理组件5、气体分离柱6、热导传感器7、缓冲罐8、定量管9、第一电磁阀1、第二电磁阀2、第三电磁阀3、第四电磁阀4、第一流量计10、第二流量计13、测量气泵14、采样气泵15和主控电路16，第一进气口和气体预处理组件相连，第二进气口和第三电磁阀相连，气体预处理组件通过三通管和第一电磁阀、第三电磁阀相连，第三电磁阀经定量管和第四电磁阀相连，第四电磁阀经第二流量计和采样气泵相连，采样气泵和第二排气口相连，气体分离柱通过三通管和第一电磁阀、第四电磁阀相连，气体分离柱经第二电磁阀和热导传感器的进气口相连，热导传感器的出气口和缓冲罐相连，缓冲罐经第一流量计和测量气泵相连，测量气泵和第一排气口相连，第一电磁阀为一进一出电磁阀，第二电磁阀、第三电磁阀及第四电磁阀均为一进二出电磁阀，热导传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵及采样气泵分别和主控电路相连。

如图2所示，热导传感器是个内部有参比池71和测量池72的块体，采用导热性较差、气密性较好的聚四氟乙烯材料制成，参比池和测量池均为呈圆管状的池体，两池体相间隔平行设置，参比池及测量池的直径均为5mm，长度为10mm，两池体的进口均位于块体的左侧，即为热导传感器的进气口，两池体的进口分别和第二电磁阀的两个出口相连，两池体的出口通过块体内部的管路连通后和位于块体右侧的热导传感器的出气口相连，两池体的中心位置均悬置有一沿池体长度方向分布的热敏元件73，热敏元件是个由负温度系数热敏电阻复合材料制备而成的螺旋形线圈，线圈的线芯是直径0.5mm的铂丝，线芯外面通过磁控溅射溅镀有一层厚度为50～80nm的纳米粉末薄膜层，纳米粉末为通过球磨-粉末烧结法制备成的Ba-Fn-Sn-O钙钛矿型纳米粉末，测量时，热敏元件在3V电压发热，使得元件温度控制在150℃。池体内壁有两排沿池体长度方向间隔分布的支撑柱74，每排有四根，两排支撑柱分别位于池体内壁的相对位置，支撑柱和热敏元件相连，支撑柱将热敏元件悬置在池体中，两排支撑柱交错设置。支撑柱由以近零温度系数的电阻材料SnO₂-WO₃-CdO混合相粉末烧结制备而成，在0～300℃范围内，其温度系数接近于零。因此热敏元件释热时其不受温度影响，对气体的检测不敏感。

如图3所示，气体预处理组件包括分子筛毛细管51和多层分离膜52，分子筛毛细管由10根长度为10cm、横截面呈六边形的石英玻璃管组成，六边形的边长为0.1mm，每根石英玻璃管内填充有含碱担体，担体粒径为100目，主要成分为钠碱氧化物。分子筛毛细管的进口通过管路和第一进气口相连，多层分离膜覆盖在分子筛毛细管的出口上，分离膜为聚酯素纤维半透膜，膜厚为0.5mm，膜的孔径0.45μm，分离膜共有6层。

气体分离柱是个长度大于4米的螺旋形管，管内径2.5～3mm，管内填充粒径30～40目的球形碳小球。气体经过气体分离柱，利用螺旋形管增加分离柱的吸附阻力，由于气体的迁移速度不同、吸附性能不同，使得氦气与其他气体通过的时序可至少相差1秒，从而将氦气和其他气体分离开来。定量管是一根体积为1ml的聚四氟乙烯管，用于对采集的样气的体积进行定量，便于定量分析。第一流量计及测量气泵用于控制流入热导传感器的气体流量，为了保证气体与热敏元件既充分接触又不引起热振动，气体流量控制在30～50ml/min，稳定度≤1ml/min。第二流量计及采样气泵用于控制气体的采集流速，控制在300～400ml/min。

如图4所示，主控电路包括中央处理单元17、信号处理单元18、气路控制单元19、网络通讯单元20、存储单元23、人机互话单元24及为整个氦气连续在线监测系统提供工作电压的电源单元25，信号处理单元、气路控制单元、网络通讯单元、存储单元及人机互话单元分别和中央处理单元相连，中央处理单元采用嵌入式处理器，信号处理单元分别和热导传感器中参比池热敏元件、测量池热敏元件相连，气路控制单元分别和第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵及采样气泵相连。信号处理单元主要通过全差分方法对热敏元件的电阻变化进行检测放大，并采用信号跟随电路消除参比热敏元件的噪声，保证测量的稳定性和准确性。电源单元为整个系统供电，采用前级预稳压、后级负反馈自适应的调压技术形成高精度的稳压电源电路，降低整个电路的噪声。人机互话单元采用触屏显示屏显示测量结果，向嵌入式处理器发送连续测量、单次测量、数据查询指令。中央处理单元对信号处理单元送来的传感信号进行分析，将热敏元件的电阻变化转化成气体浓度，并将气体浓度保存至存储单元。网络通讯单元可以通过有线或无线通讯模式实现测量数据的远程传输，可根据需求传输至相应的数据库中。

上述氦气连续在线监测系统的监测方法为：第一进气口、气体预处理组、第一电磁阀、气体分离柱、第二电磁阀、热导传感器、缓冲罐、第一流量计、测量气泵及第一排气口构成清洗气路；所述的第一进气口、气体预处理组、第三电磁阀、定量管、第四电磁阀、第二流量计、采样气泵及第二排气口构成采样气路；所述的第二进气口、第三电磁阀、定量管、第四电磁阀、气体分离柱、第二电磁阀、热导传感器、缓冲罐、第一流量计、测量气泵及第一排气口构成测量气路；中央处理单元发出信号给气路控制单元，由气路控制单元分别控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的通向及测量气泵和采样气泵的运行，实现清洗气路、采样气路和测量气路的自动切换，先清洗气路工作，接着采样气路工作，最后测量气路工作；

清洗气路工作时，空气流入第一进气口，经过气体预处理组的处理，过滤掉气体中的有害干扰气体和小粒径气体及水蒸汽，再流过第一电磁阀、气体分离柱和第二电磁阀，流入热导传感器的参比池，再经缓冲罐和第一流量计，在测量气泵的抽力作用下，最后从第一排气口排出，参比池热敏元件与空气接触则电阻发生变化，参比池热敏元件的电阻信号作为参比信号传输给主控电路中的信号处理单元，经信号处理电路处理后，再将相应信号输送给中央处理单元；

采样气路工作时，在采样气泵的载动下，样气流入第一进气口，经过气体预处理组的处理，过滤掉气体中的有害干扰气体和小粒径气体及水蒸汽，再流过第三电磁阀流入定量管，由定量管对样气进行定量，样气再流经第四电磁阀和第二流量计，在采样气泵的抽力作用下，最后从第二排气口排出；

测量气路工作时，空气流入第二进气口，作为载气推动定量管中经过定量的样气，样气流经第四电磁阀后流入气体分离柱进行分离，使样气中的氦气与其他气体以时序方式先后经过第二电磁阀流入热导传感器的测量池，氦气最先接触测量池热敏元件，使测量池热敏元件的电阻发生变化，测量池热敏元件的电阻信号作为测量信号传输给主控电路中信号处理电路，经信号处理电路处理后，再将相应信号输送给中央处理单元，中央处理单元对参比信号和测量信号进行对比分析，获得样气中氦气的浓度，一方面送显示屏显示，另一方面通过网络通讯单元远程传输给监测中心，便于作出进一步分析、统计和处理，测量气路中的其余气体流经缓冲罐和第一流量计，在测量气泵的抽力作用下，最后从第一排气口排出。

本发明以中央处理单元为控制核心，通过气路控制单元自动控制切换清洗气路、采样气路和测量气路，操作方便，可靠性高。采用热导传感器，以线性范围较广、寿命长、抗氧化性好的负温度系数热敏电阻复合材料作为热敏元件，以分离的池体对比测量分析氦气浓度，能有效消除气体中温度、湿度的干扰，提高检测的准确度和检测量程，采用膜-分子筛气体预处理器有效消除气体中的干扰组分，提高检测的灵敏度。采用嵌入式处理器集成控制，智能化、自动化程度高，可实现氦气的连续在线分析检测。适用野外观测环境，具备网络传输功能，能实现远程监测和控制，满足野外长期定点连续观测的需求。

Claims (6)

1.一种氦气连续在线监测系统，其特征在于包括第一进气口、第二进气口、第一排气口、第二排气口、气体预处理组件、气体分离柱、热导传感器、缓冲罐、定量管、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵、采样气泵和主控电路，第一进气口和气体预处理组件相连，第二进气口和第三电磁阀相连，气体预处理组件通过三通管和第一电磁阀、第三电磁阀相连，第三电磁阀经定量管和第四电磁阀相连，第四电磁阀经第二流量计和采样气泵相连，采样气泵和第二排气口相连，气体分离柱通过三通管和第一电磁阀、第四电磁阀相连，气体分离柱经第二电磁阀和热导传感器的进气口相连，热导传感器的出气口和缓冲罐相连，缓冲罐经第一流量计和测量气泵相连，测量气泵和第一排气口相连，热导传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵及采样气泵分别和主控电路相连,所述的热导传感器是个内部设有参比池和测量池的块体，参比池和测量池均为呈圆管状的池体，两池体相间隔平行设置，两池体的进口均设于块体的左侧，即为热导传感器的进气口，所述的第二电磁阀为一进二出电磁阀，两池体的进口分别和第二电磁阀的两个出口相连，两池体的出口通过块体内部的管路连通后和设于块体右侧的热导传感器的出气口相连，两池体的中心位置均悬置有一沿池体长度方向分布的热敏元件，热敏元件和所述的主控电路相连, 所述的气体预处理组件包括分子筛毛细管和多层分离膜，分子筛毛细管内填充有含碱担体，分子筛毛细管的进口和所述的第一进气口相连，多层分离膜覆盖在分子筛毛细管的出口上，所述的分离膜为聚酯素纤维半透膜。

2.根据权利要求1所述的氦气连续在线监测系统，其特征在于所述的池体内壁设有两排沿池体长度方向间隔分布的支撑柱，两排支撑柱分别位于池体内壁的相对位置，支撑柱和所述的热敏元件相连，支撑柱将热敏元件悬置在池体中，两排支撑柱交错设置。

3.根据权利要求1所述的氦气连续在线监测系统，其特征在于所述的气体分离柱是个螺旋形管，管内填充粒径为30～40目的碳小球。

4.根据权利要求1所述的氦气连续在线监测系统，其特征在于所述的主控电路包括中央处理单元、信号处理单元、气路控制单元、网络通讯单元、存储单元、人机互话单元及为整个氦气连续在线监测系统提供工作电压的电源单元，信号处理单元、气路控制单元、网络通讯单元、存储单元及人机互话单元分别和中央处理单元相连，信号处理单元和所述的热导传感器的传感信号输出端相连，气路控制单元分别和所述的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵及采样气泵相连。

5.一种如权利要求1所述的氦气连续在线监测系统的监测方法，其特征在于所述的第一进气口、气体预处理组、第一电磁阀、气体分离柱、第二电磁阀、热导传感器、缓冲罐、第一流量计、测量气泵及第一排气口构成清洗气路；所述的第一进气口、气体预处理组、第三电磁阀、定量管、第四电磁阀、第二流量计、采样气泵及第二排气口构成采样气路；所述的第二进气口、第三电磁阀、定量管、第四电磁阀、气体分离柱、第二电磁阀、热导传感器、缓冲罐、第一流量计、测量气泵及第一排气口构成测量气路；所述的主控电路分别控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的通向及测量气泵和采样气泵的运行，实现清洗气路、采样气路和测量气路的自动切换，先清洗气路工作，接着采样气路工作，最后测量气路工作，测量时，所述的热导传感器输出的反映样气中氦气浓度的传感信号输送给所述的主控电路进行分析和显示。

6.根据权利要求5所述的氦气连续在线监测系统的监测方法，其特征在于所述的热导传感器是个内部设有参比池和测量池的块体，参比池和测量池均为呈圆管状的池体，两池体相间隔平行设置，两池体的进口均设于块体的左侧，即为热导传感器的进气口，所述的第二电磁阀为一进二出电磁阀，两池体的进口分别和第二电磁阀的两个出口相连，两池体的出口通过块体内部的管路连通后和设于块体右侧的热导传感器的出气口相连，两池体的中心位置均悬置有一沿池体长度方向分布的热敏元件，热敏元件和所述的主控电路相连；所述的监测方法包括：所述的清洗气路工作时，空气流入所述的第一进气口，经过气体预处理组的处理，流过第一电磁阀、气体分离柱和第二电磁阀，进入所述的热导传感器的参比池，再经过缓冲罐、第一流量计和测量气泵，最后从第一排气口流出，参比池热敏元件与空气接触则电阻发生变化，参比池热敏元件的电阻信号作为参比信号传输给所述的主控电路；所述的测量气路工作时，经过采样气路的运行所述的定量管中有经过定量的样气，空气流入所述的第二进气口，作为载气推动定量管中的样气流经第四电磁阀后流入气体分离柱进行分离，使样气中的氦气与其他气体以时序方式先后经过第二电磁阀流入所述的热导传感器的测量池，氦气先接触测量池热敏元件，使测量池热敏元件的电阻发生变化，测量池热敏元件的电阻信号作为测量信号传输给所述的主控电路，主控电路对参比信号和测量信号进行对比分析，获得样气中氦气的浓度。

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