CN112763634A - 用于六氟化硫气体现场分析的进样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于六氟化硫气体现场分析的进样装置，涉及气体现场分析的进样装置技术领域，其包括用于稀释样品气的稀释组件以及用于富集硫化物的富集组件。具体使用过程中，稀释组件能够将杂质含量超出1000ppm的样品气通过稀释至1000ppm以下，且针对杂质中硫化物含量较低的情况，富集组件能够对硫化物进行富集，富集至一定程度后在对硫化物进行检测，如此有效提高了硫化物的检测精度。该用于六氟化硫气体现场分析的进样装置无需增加其它色谱仪，即可实现实现1000ppm及以上杂质含量的检测，并提高硫化物的检测精度，与增加其它色谱仪相比，该用于六氟化硫气体现场分析的进样装置结构简单，且操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及气体现场分析的进样装置技术领域，特别是涉及一种用于六氟化硫气体现场分析的进样装置。
背景技术
现有的六氟化硫现场分析的设备通常是装载氦离子化检测器的氦离子气相色谱仪，此设备检测限低、精度较高被广泛用于六氟化硫分解产物的检测。然而在实际分析中，部分样品可能存在1000ppm及以上杂质含量，而氦离子化检测器难以做到含量如此大的样品杂质检测，若增加一台TCD色谱仪会很繁琐和操作不便。另外，由于硫化物含量低，氦离子化检测器对硫化物检测精度没有专用硫化物检测器高，若增加一台SCD或者FPD色谱仪也会很繁琐和操作不便。
因此，如何克服上述缺陷成为本领域技术人员目前所亟待解决的问题。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种用于六氟化硫气体现场分析的进样装置，以在结构简单和操作方便的基础上实现1000ppm及以上杂质含量的检测，并提高硫化物的检测精度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种用于六氟化硫气体现场分析的进样装置，包括：阀组，所述阀组包括三通阀、四通阀、进样六通阀以及出样六通阀；样品进口，所述样品进口与所述四通阀的第一端口相连通，所述四通阀的第四端口与所述进样六通阀的第一端口相连通，所述进样六通阀的第六端口与所述出样六通阀的第五端口相连通；定量管，所述出样六通阀的第六端口与所述定量管进样端相连通，所述定量管的出样端与所述出样六通阀的第三端口相连通；样品出口，所述出样六通阀的第四端口与所述样品出口相连通；稀释组件，所述稀释组件包括稀释气进口和混合气腔，所述稀释气进口以及所述四通阀的第二端口均与所述混合气腔相连通，且所述混合气腔与所述四通阀的第三端口相连通；富集组件，所述富集组件包括载气进口、吸附脱附装置以及三通接头，所述三通阀的第一端口、第二端口、第三端口分别与所述载气进口、所述进样六通阀的第三端口以及所述三通接头的第一接口相连通，所述吸附脱附装置的吸附脱附管的进样端与所述进样六通阀的第二端口相连通，所述吸附脱附装置的所述吸附脱附管的出样端与所述进样六通阀的第五端口相连通，所述进样六通阀的第四端口与所述三通接头的第二接口相连通，所述三通接头的第三接口与所述出样六通阀的第一端口相连通；氦离子气相色谱仪，所述出样六通阀的第二端口与所述氦离子气相色谱仪相连通。
优选地，用于六氟化硫气体现场分析的进样装还包括控制器，所述氦离子气相色谱仪与所述控制器通信连接，所述控制器用于控制所述三通阀、所述四通阀、所述进样六通阀以及所述出样六通阀的工作。
优选地，用于六氟化硫气体现场分析的进样装置还包括气源和气路系统，所述气路系统包括第一气路、第二气路、第三气路以及第四气路，所述第一气路、所述第二气路、所述第三气路以及所述第四气路的一端均与所述气源相连通，所述第一气路、所述第二气路、所述第三气路以及所述第四气路的另一端分别与所述四通阀、所述进样六通阀、所述出样六通阀以及所述三通阀相连通，所述阀组还包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第三电磁阀，所述第一电磁阀设置于所述第一气路上、以控制所述第一气路的通断，所述第二电磁阀设置于所述第二气路上、以控制所述第二气路的通断，所述第三电磁阀设置于所述第三气路上、以控制所述第三气路的通断，所述第四电磁阀设置于所述第四气路上，以控制所述第四气路的通断，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀以及所述第四电磁阀均与所述控制器通信连接。
优选地，所述稀释组件还包括第一电子控制流量计和第二电子控制流量计，所述稀释气进气口与所述第一电子控制流量计连通，所述四通阀的第二端口与所述第二电子控制流量计连通，所述第一电子控制流量计和所述第二电子控制流量计均与所述混合气腔相连通，所述第一电子控制流量计和所述第二电子控制流量计均与所述控制器通信连接。
优选地，所述控制器为plc控制器。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的包括用于稀释样品气的稀释组件以及用于富集硫化物的富集组件。具体使用过程中，稀释组件能够将杂质含量超出1000ppm的样品气通过稀释至1000ppm以下，且针对杂质中硫化物含量较低的情况，富集组件能够对硫化物进行富集，富集至一定程度后在对硫化物进行检测，如此有效提高了硫化物的检测精度。该用于六氟化硫气体现场分析的进样装置无需增加其它色谱仪，即可实现实现1000ppm及以上杂质含量的检测，并提高硫化物的检测精度，与增加其它色谱仪相比，该用于六氟化硫气体现场分析的进样装置结构简单，且操作方便。。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中提供的用于六氟化硫气体现场分析的进样装置正常状态的进样流程示意图；
图2为本发明实施例中提供的用于六氟化硫气体现场分析的进样装置稀释状态的进样流程示意图；
图3为本发明实施例中提供的用于六氟化硫气体现场分析的进样装置富集状态的进样流程示意图。
附图标记说明：100、用于六氟化硫气体现场分析的进样装置；1、三通阀；2、四通阀；3、进样六通阀；4、出样六通阀；5、样品进口；6、定量管；7、样品出口；8、稀释气进口；9、混合气腔；10、载气进口；11、吸附脱附装置；1101、吸附脱附管；12、三通接头；13、氦离子气相色谱仪；14、控制器；15、第一电子控制流量计；16、第二电子控制流量计；17、第一电磁阀；18、第二电磁阀；19、第三电磁阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种在结构简单和操作方便的基础上能够实现1000ppm及以上杂质含量的检测，并提高硫化物的检测精度的用于六氟化硫气体现场分析的进样装置。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，本实施例提供一种用于六氟化硫气体现场分析的进样装置100，包括：阀组，阀组包括三通阀1、四通阀2、进样六通阀3以及出样六通阀4；样品进口5，样品进口5与四通阀2的第一端口相连通，四通阀2的第四端口与进样六通阀3的第一端口相连通，进样六通阀3的第六端口与出样六通阀4的第五端口相连通；定量管6，出样六通阀4的第六端口与定量管6进样端相连通，定量管6的出样端与出样六通阀4的第三端口相连通；样品出口7，出样六通阀4的第四端口与样品出口7相连通；稀释组件，稀释组件包括稀释气进口8和混合气腔9，稀释气进口8以及四通阀2的第二端口均与混合气腔9相连通，且混合气腔9与四通阀2的第三端口相连通；富集组件，富集组件包括载气进口10、吸附脱附装置11以及三通接头12，三通阀1的第一端口、第二端口、第三端口分别与载气进口10、进样六通阀3的第三端口以及三通接头12的第一接口相连通，吸附脱附装置11的吸附脱附管1101的进样端与进样六通阀3的第二端口相连通，吸附脱附装置11的吸附脱附管1101的出样端与进样六通阀3的第五端口相连通，进样六通阀3的第四端口与三通接头12的第二接口相连通，三通接头12的第三接口与出样六通阀4的第一端口相连通；氦离子气相色谱仪13，出样六通阀4的第二端口与氦离子气相色谱仪13相连通。通过设置稀释组件和富集组件，该用于六氟化硫气体现场分析的进样装置100无需增加其它色谱仪，即可实现实现1000ppm及以上杂质含量的检测，并提高硫化物的检测精度，与增加其它色谱仪相比，该用于六氟化硫气体现场分析的进样装置100结构简单，且操作方便。
于本实施例中，用于六氟化硫气体现场分析的进样装还包括控制器14，氦离子气相色谱仪13与控制器14通信连接，控制器14用于控制三通阀1、四通阀2、进样六通阀3以及出样六通阀4的工作(三通阀1、四通阀2、进样六通阀3以及出样六通阀4阀芯的转动)。
于本实施例中，具体地，用于六氟化硫气体现场分析的进样装置100还包括气源和气路系统，气路系统包括第一气路、第二气路、第三气路以及第四气路，第一气路、第二气路、第三气路以及第四气路的一端均与气源相连通，第一气路、第二气路、第三气路以及第四气路的另一端分别与四通阀2、进样六通阀3、出样六通阀4以及三通阀1相连通，阀组还包括第一电磁阀17、第二电磁阀18、第三电磁阀19和第三电磁阀19，第一电磁阀17设置于第一气路上、以控制第一气路的通断，第二电磁阀18设置于第二气路上、以控制第二气路的通断，第三电磁阀19设置于第三气路上、以控制第三气路的通断，第四电磁阀设置于第四气路上，以控制第四气路的通断，第一电磁阀17、第二电磁阀18、第三电磁阀19以及第四电磁阀均与控制器14通信连接，控制器14通过第一电磁阀17、第二电磁阀18、三电磁阀、第四电磁阀分别控制第一气路、第二气路、第三气路以及第四气路的通断，进而控制三通阀1、四通阀2、进样六通阀3以及出样六通阀4的工作。
具体使用过程中，气源通过向四通阀2、进样六通阀3、出样六通阀4以及三通阀1供气，以驱动四通阀2、进样六通阀3、出样六通阀4以及三通阀1的阀芯转动，进而实现四通阀2、进样六通阀3、出样六通阀4以及三通阀1不同端口的连通。
需要说明的是第一气路、第二气路、第三气路以及第四气路的另一端具体分别与四通阀2、进样六通阀3、出样六通阀4以及三通阀1的哪个位置相连通，以实现驱动驱动四通阀2、进样六通阀3、出样六通阀4以及三通阀1的阀芯转动属于本领域的公知常识，且不是本发明的重点，故在此不再详细赘述。另外，N通阀包括N个端口，N/2个通道，一个通道用于连通两个端口，N通阀的阀芯每次转动360/N度，阀芯转动时，通道的位置发生变化，进而实现不同的端口相连通。此外，本发明为例方便描述，分别以第一、第二……来区分不同位置的端口。
于本实施例中，稀释组件还包括第一电子控制流量计15和第二电子控制流量计16，稀释气进气口与第一电子控制流量计15连通，四通阀2的第二端口与第二电子控制流量计16连通，第一电子控制流量计15和第二电子控制流量计16均与混合气腔9相连通，第一电子控制流量计15和第二电子控制流量计16均与控制器14通信连接。具体使用过程中，通过控制器14控制第一电子控制流量计15和第二电子控制流量计16的开关和流量大小，进而调控稀释比例，如此设置，装置自动化程度大大提高。
于本实施例中，控制器14为plc控制器。
具体使用过程中，正常情况下，样品气依次通过样品进口5、四通阀2的第一端口、四通阀2的第四端口、进样六通阀3的第一端口、进样六通阀3的第六端口、出样六通阀4的第五端口、出样六通阀4的第六端口、定量管6、出样六通阀4的第三端口、出样六通阀4的第二端口进入氦离子气相色谱仪13，通过氦离子气相色谱仪13实现色谱定量分析，若色谱出峰正常，不存在超量程现象，氦离子气相色谱仪13将该信息传递给控制器14，控制器14控制出样六通阀4切换，使出样六通阀4的第三端口与出样六通阀4的第四端口连通，样品气通过出样六通阀4的第四端口进入样品出口7排出。
当样品气检测结果出现超量程的色谱峰时，氦离子气相色谱仪13会给控制器14发出稀释命令，此时控制器14控制第一电子控制流量计15和第二流量计开启，并调整第一电子控制流量计15和第二电子控制流量计16的流量大小，同时控制四通阀2切换(四通阀2阀芯转动)，此时样品气通过四通阀2第一端口、四通阀2第二端口、第一流量计进入混合气腔9，稀释气通过稀释气进口8、第二电子控制流量计16进入混合气腔9，稀释气和样品气在混合气腔9内混合后进入四通阀2的第三端口，之后依次通过四通阀2的第四端口、进样六通阀3第一端口、进样六通阀3的第六端口、出样六通阀4的第五端口、出样六通阀4的第六端口、定量管6、出样六通阀4的第三端口、出样六通阀4的第二端口进入氦离子气相色谱仪13再次进行色谱定量分析，如图2所示。
当检测部分硫化物杂质含量极低时，以H2S为例，氦离子气相色谱仪13会给控制器14发出富集命令，此时控制器14控制进样六通阀3切换(进样六通阀3阀芯转动)，样品气依次通过样品进口5、四通阀2第一端口、四通阀2第四端口、进样六通阀3第一端口、进样六通阀3第二端口进入吸附脱附装置11的吸附脱附管1101，同时吸附脱附装置11对吸附脱附管1101降温，使得样品气中H2S在吸附脱附管1101中吸附如图3所示，1min后，切换进样六通阀3，使进样六通阀3的第二端口与进样六通阀3的第三端口相连通，且吸附脱附装置11加热吸附脱附管1101，使H2S在吸附脱附管1101内脱附，5s后切换三通阀1，使三通阀1的第一端口和第二端口相通，此时载气依次通过三通阀1的第一端口、三通阀1的第二端口、进样六通阀3的第三端口、进样六通阀3的第二端口进入吸附脱附装置11的吸附脱附管1101，并与吸附脱附管1101脱附出的H2S混合后进入进样六通阀3的第五端口，之后依次通过进样六通阀3的第四端口、三通接头12的第二接口、三通接头12的第三接口、出样六通阀4的第一端口、出样六通阀4的第二接口，最后通过出样六通阀4的第二接口进入氦离子气相色谱仪13器进行色谱分析，通过吸附脱附管1101的吸附和脱附实现了H2S富集分析。
本实施例提供的用于六氟化硫气体现场分析的进样装置100实现对现场分析六氟化硫气体进行稀释和富集，其中稀释进样实现样品等比稀释，解决了六氟化硫分解产物分析中部分杂质超出检测量程问题。富集功能实现部分杂质的富集检测，特别是硫化物，这有利于进一步提高检测精度。
在本发明的描述中，需要说明的是，某些指示的方位或位置关系的词语，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种用于六氟化硫气体现场分析的进样装置，其特征在于，包括：
阀组，所述阀组包括三通阀、四通阀、进样六通阀以及出样六通阀；
样品进口，所述样品进口与所述四通阀的第一端口相连通，所述四通阀的第四端口与所述进样六通阀的第一端口相连通，所述进样六通阀的第六端口与所述出样六通阀的第五端口相连通；
定量管，所述出样六通阀的第六端口与所述定量管进样端相连通，所述定量管的出样端与所述出样六通阀的第三端口相连通；
样品出口，所述出样六通阀的第四端口与所述样品出口相连通；
稀释组件，所述稀释组件包括稀释气进口和混合气腔，所述稀释气进口以及所述四通阀的第二端口均与所述混合气腔相连通，且所述混合气腔与所述四通阀的第三端口相连通；
富集组件，所述富集组件包括载气进口、吸附脱附装置以及三通接头，所述三通阀的第一端口、第二端口、第三端口分别与所述载气进口、所述进样六通阀的第三端口以及所述三通接头的第一接口相连通，所述吸附脱附装置的吸附脱附管的进样端与所述进样六通阀的第二端口相连通，所述吸附脱附装置的所述吸附脱附管的出样端与所述进样六通阀的第五端口相连通，所述进样六通阀的第四端口与所述三通接头的第二接口相连通，所述三通接头的第三接口与所述出样六通阀的第一端口相连通；
氦离子气相色谱仪，所述出样六通阀的第二端口与所述氦离子气相色谱仪相连通。
2.根据权利要求1所述的用于六氟化硫气体现场分析的进样装置，其特征在于，还包括控制器，所述氦离子气相色谱仪与所述控制器通信连接，所述控制器用于控制所述三通阀、所述四通阀、所述进样六通阀以及所述出样六通阀的工作。
3.根据权利要求2所述的用于六氟化硫气体现场分析的进样装置，其特征在于，还包括气源和气路系统，所述气路系统包括第一气路、第二气路、第三气路以及第四气路，所述第一气路、所述第二气路、所述第三气路以及所述第四气路的一端均与所述气源相连通，所述第一气路、所述第二气路、所述第三气路以及所述第四气路的另一端分别与所述四通阀、所述进样六通阀、所述出样六通阀以及所述三通阀相连通，所述阀组还包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第三电磁阀，所述第一电磁阀设置于所述第一气路上、以控制所述第一气路的通断，所述第二电磁阀设置于所述第二气路上、以控制所述第二气路的通断，所述第三电磁阀设置于所述第三气路上、以控制所述第三气路的通断，所述第四电磁阀设置于所述第四气路上，以控制所述第四气路的通断，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀以及所述第四电磁阀均与所述控制器通信连接。
4.根据权利要求2所述的用于六氟化硫气体现场分析的进样装置，其特征在于，所述稀释组件还包括第一电子控制流量计和第二电子控制流量计，所述稀释气进气口与所述第一电子控制流量计连通，所述四通阀的第二端口与所述第二电子控制流量计连通，所述第一电子控制流量计和所述第二电子控制流量计均与所述混合气腔相连通，所述第一电子控制流量计和所述第二电子控制流量计均与所述控制器通信连接。
5.根据权利要求2所述的用于六氟化硫气体现场分析的进样装置，其特征在于，所述控制器为plc控制器。
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