CN115469048A - 纯水电解供气的fid检验仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开供一种纯水电解供气的FID检验仪，包括电解槽、水气分离箱、水箱、气路控制模块、带有FID检测器的高温箱模块和样气泵，水箱通过管道连接于电解槽，水气分离箱内设置有氧水气分离器和氢水气分离器，电解槽分别通过管道连接于氢水气分离器和氧水气分离器，氧水气分离器和氢水气分离器分别通过氧气管路和氢气管路连接于气路控制模块，气路控制模块将氢气管路分为燃气路、总烃载气路和甲烷载气路，并分别连接于高温箱模块，气路控制模块将氧气管路通过助燃气路连接于高温箱模块，样气泵通过管道连接于高温箱模块；该纯水电解供气的FID检验仪的燃气、助燃气和载气供气稳定，体积小、便于携带，安全可靠。

Description

纯水电解供气的FID检验仪

技术领域

本发明涉及FID检验仪技术领域，具体涉及一种纯水电解供气的FID检验仪。

背景技术

FID作为常用的环境空气和工业废气中的非甲烷总烃检测设备，在使用时需要助燃气、燃气和载气三种气源供其运作。FID是以氧气作为助燃气气源、以氢气作为燃气气源，以氮气或氢气作为常用的载气气源。因此，实现气源纯净、供气稳定、方便获取、安全便携可大大提升其工作效率。

现有技术中，市场上常见的提供氢气作为气源的方式主要有以下三种：1.高压氢气钢瓶；2.固态合金储氢气瓶；3.氢气发生器；常见的提供氧气作为气源的方式有：1.零气发生器；2.气泵；常见的提供氮气作为气源的方式有：1.瓶装氮气；2.液氮杜瓦罐。尽管市面上提供氢气、氧气、氮气气源的设备能够解决供气问题，但在实际使用过程中还是有诸多弊端：对于氢气气源：高压氢气钢瓶：1.高压气瓶本身存在高压和泄漏风险；2.有些测试场所命令禁止使用高压钢瓶。固态合金储氢气瓶：1.该装置受温度影响大，不能提供稳定的氢气气流；2.如果瓶内气体耗完，充气时间较长。氢气发生器：1.单独配套氢气发生器的成本会更高；2.配套氢气发生器会影响设备整体便携性，增大人员负担。对于氧气气源：1.零气发生器与气泵均是提供空气，并非纯氧，空气中可能会携带污染源；2.使用零气发生器与气泵，会增加整机的体积和重量，影响设备整体便携性，增大人员负担；3.单独配套使用零气发生器的成本会更高；对于氮气气源：1.瓶装氮气与液氮杜瓦罐均不方便携带，不适于户外工作时使用；2.瓶装氮气与液氮杜瓦罐存在高压与泄漏风险；3.瓶装氮气价格相对较高；4.液氮杜瓦罐盛装的氮气最低温度可达零下196℃，接触皮肤容易冻伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纯水电解供气的FID检验仪，其燃气、助燃气和载气供气稳定，体积小、便于携带，安全可靠。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种纯水电解供气的FID检验仪，包括电解槽、水气分离箱、水箱、气路控制模块、带有FID检测器的高温箱模块和样气泵，所述水箱通过管道连接于所述电解槽，所述水气分离箱内设置有氧水气分离器和氢水气分离器，所述电解槽的氢气出口和氧气出气口分别通过管道连接于所述氢水气分离器的进气口和所述氧水气分离器的进气口，所述氧水气分离器和所述氢水气分离器分别通过管道连接于所述水箱，所述氧水气分离器和所述氢水气分离器分别通过氧气管路和氢气管路连接于所述气路控制模块，所述气路控制模块将氢气管路分为燃气路、总烃载气路和甲烷载气路，并分别连接于所述高温箱模块，所述气路控制模块将氧气管路通过助燃气路连接于所述高温箱模块，所述样气泵通过管道连接于所述高温箱模块。

作为纯水电解供气的FID检验仪的一种优选方案，所述气路控制模块包括：控制板、进氧压力保护器、进氧压力传感器、助燃气比例阀、助燃气压力传感器、进氢压力保护器、进氢压力传感器、泄压阀、燃气比例阀、载气比例阀、燃气压力传感器、载气压力传感器、总烃电磁阀和甲烷电磁阀，所述氧气管路依次连接有所述进氧压力保护器和进氧压力传感器，所述助燃气路依次连接有助燃气比例阀和助燃气压力传感器，所述氢气管路依次连接有所述进氢压力保护器、所述进氢压力传感器和泄压阀，所述氢气管路通过所述泄压阀后分为所述燃气路和载气路，所述燃气路依次连接有所述燃气比例阀和所述燃气压力传感器，所述载气路依次连接载气比例阀和载气压力传感器，所述载气路经过所述载气压力传感器后分为所述总烃载气路和所述甲烷载气路，所述总烃载气路设置有总烃电磁阀，所述甲烷载气路设置有甲烷电磁阀，所述控制板电连接于所述电解槽，用于控制控制所述电解槽输入电流。

作为纯水电解供气的FID检验仪的一种优选方案，所述控制板分别电连接于所述进氧压力保护器、所述进氧压力传感器、所述进氢压力保护器和所述进氢压力传感器。

作为纯水电解供气的FID检验仪的一种优选方案，所述燃气压力传感器电连接于所述燃气比例阀。

作为纯水电解供气的FID检验仪的一种优选方案，所述载气压力传感器电连接于所述载气比例阀。

作为纯水电解供气的FID检验仪的一种优选方案，所述助燃气压力传感器电连接于所述助燃气比例阀。

作为纯水电解供气的FID检验仪的一种优选方案，所述高温箱模块还包括加热座、加热棒、温控开关、FID检测器和多通阀，所述加热座中间设置有加热孔，所述加热棒安装于所述加热孔内，所述加热座位于所述加热孔的两侧分别设置有安装孔和安装槽，所述FID检测器安装于所述安装孔内，所述多通阀安装于所述安装槽内，所述温控开关固定连接于所述加热座并电连接于所述加热棒，所述加热座的外周分别缠绕有填充柱和定量环。

作为纯水电解供气的FID检验仪的一种优选方案，所述助燃气路连接于所述FID检测器，所述燃气路连接于所述FID检测器，所述总烃载气路和甲烷载气路分别连接于所述多通阀，所述填充柱和所述定量环分别连接于所述多通阀，所述多通阀连接于所述FID检测器。

作为纯水电解供气的FID检验仪的一种优选方案，所述填充柱包括总烃填充柱和甲烷填充柱，所述定量环包括总烃定量环和甲烷定量环，所述总烃填充柱、所述甲烷填充柱、所述总烃定量环和所述甲烷定量环分别连接于所述多通阀。

作为纯水电解供气的FID检验仪的一种优选方案，所述水箱通过十字连接管分别连接于所述电解槽、所述氧水气分离器和所述氢水气分离器。

本发明的有益效果：工作时，水箱为电解槽供水，电解槽电解并提供氢气和氧气，氢气和氧气分别通过水气分离箱中的氧水气分离器和氢水气分离器，从而得到干燥的氢气和氧气，氧水气分离器和氢水气分离器将分离得到的水分回流到水箱内，干燥的氢气和氧气通过气路控制模块，气路控制模块分别通过氢气和氧气的压力控制电解槽的供气速度，使得供气更加稳定；同时气路控制模块将氢气分别分为燃气、总烃载气和甲烷载气，氧气作为助燃气，实现燃气、助燃气和载气的供气，供气稳定；本发明减少了单独配套使用的氢气发生器、零气发生器、气泵，缩小了整机的体积与重量，更加方便携带，且设备内部无高压气瓶，可以消除气瓶本身存在的高压和泄露风险，安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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是本发明一实施例所述的纯水电解供气的FID检验仪的结构示意图。

图2是本发明一实施例所述的纯水电解供气的FID检验仪去除水气分离箱和高温箱模块外壳后的结构示意图。

图3是本发明一实施例所述的纯水电解供气的FID检验仪的气路连接结构示意图。

图4是本发明一实施例所述高温箱模块的内部结构示意图。

图5是本发明一实施例所述高温箱模块的另一角度的内部结构示意图。

图中：

1、电解槽；2、水气分离箱；201、氧水气分离器；202、氢水气分离器；3、水箱；4、气路控制模块；401、进氧压力保护器；402、进氧压力传感器；403、助燃气比例阀；404、助燃气压力传感器；405、进氢压力保护器；406、进氢压力传感器；407、泄压阀；408、燃气比例阀；409、载气比例阀；4010、燃气压力传感器；4011、载气压力传感器；4012、总烃电磁阀；4013、甲烷电磁阀；5、高温箱模块；501、加热座；502、加热棒；503、温控开关；504、FID检测器；505、多通阀；506、填充柱；5061、总烃填充柱；5062、甲烷填充柱；507、定量环；5071、总烃定量环；5072、甲烷定量环；508、安装孔；6、样气泵；7、十字连接管。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。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。

参照图1-5，本发明一实施例提供了一种纯水电解供气的FID检验仪，包括电解槽1、水气分离箱2、水箱3、气路控制模块4、带有FID检测器504的高温箱模块5和样气泵6，水箱3通过管道连接于电解槽1，水气分离箱2内设置有氧水气分离器201和氢水气分离器202，电解槽1的氢气出口和氧气出气口分别通过管道连接于氢水气分离器202的进气口和氧水气分离器201的进气口，氧水气分离器201和氢水气分离器202分别通过管道连接于水箱3，氧水气分离器201和氢水气分离器202分别通过氧气管路和氢气管路连接于气路控制模块4，气路控制模块4将氢气管路分为燃气路、总烃载气路和甲烷载气路，并分别连接于高温箱模块5，气路控制模块4将氧气管路通过助燃气路连接于高温箱模块5，样气泵6通过管道连接于高温箱模块5。

上述技术方案中，水箱3为电解槽1供水，电解槽1电解并提供氢气和氧气，氢气和氧气分别通过水气分离箱2中的氧水气分离器201和氢水气分离器202，从而得到干燥的氢气和氧气，氧水气分离器201和氢水气分离器202将分离得到的水分回流到水箱3内，干燥的氢气和氧气通过气路控制模块4，气路控制模块4分别通过氢气和氧气的压力控制电解槽1的供气速度，使得供气更加稳定；同时气路控制模块4将氢气分别分为燃气、总烃载气和甲烷载气，氧气作为助燃气，实现燃气、助燃气和载气的供气，供气稳定；本发明减少了单独配套使用的氢气发生器、零气发生器、气泵，缩小了整机的体积与重量，更加方便携带，且设备内部无高压气瓶，可以消除气瓶本身存在的高压和泄露风险，安全可靠。

在一些实施例中，气路控制模块4包括：控制板、进氧压力保护器401、进氧压力传感器402、助燃气比例阀403、助燃气压力传感器404、进氢压力保护器405、进氢压力传感器406、泄压阀407、燃气比例阀408、载气比例阀409、燃气压力传感器4010、载气压力传感器4011、总烃电磁阀4012和甲烷电磁阀4013，氧气管路依次连接有进氧压力保护器401和进氧压力传感器402，助燃气路依次连接有助燃气比例阀403和助燃气压力传感器404，氢气管路依次连接有进氢压力保护器405、进氢压力传感器406和泄压阀407，氢气管路经过泄压阀407后分为燃气路和载气路，燃气路依次连接有燃气比例阀408和燃气压力传感器4010，载气路依次连接载气比例阀409和载气压力传感器4011，载气路通过载气压力传感器4011后分为总烃载气路和甲烷载气路，总烃载气路设置有总烃电磁阀4012，甲烷载气路设置有甲烷电磁阀4013，控制板电连接于电解槽1，用于控制控制电解槽1输入电流。具体地，控制板分别电连接于进氧压力保护器401、进氧压力传感器402、进氢压力保护器405和进氢压力传感器406，燃气压力传感器4010电连接于燃气比例阀408，载气压力传感器4011电连接于载气比例阀409，助燃气压力传感器404电连接于助燃气比例阀403。本实施例中，进氧压力保护器401和进氧压力传感器402组成两级氧气压力保护，进氢压力保护器405和进氢压力传感器406组成两级氢气压力保护，进氧压力传感器402和进氢压力传感器406作为一级保护，用于对氧气与氢气的压力检测，如：将进氧压力传感器402和进氢压力传感器406的压力保护值均设为0.4MPa，进氧压力传感器402和进氢压力传感器406分别实时监测产生氧气与氢气的压力并实施反馈给控制板，控制板根据反馈数据实时控制电解槽1的输入电流，从而控制氧气和氢气的生产速度，实现压力保护；进氧压力保护器401和进氢压力保护器405作为二级保护，监测氧水气分离器201和氢水气分离器202中氧气和氢气的压力，防止压力调节失效，如：进氧压力保护器401和进氢压力保护器405的保护值均设为0.6MPa，当压力达到设定值时，对应的压力保护器触点闭合，控制板接到信号后切断电解槽1的输入电流，当压力值低于设定值时，压力保护器触点断开，控制板接到信号后，恢复电解槽1的电流输入；助燃气比例阀403和助燃气压力传感器404用于调控进入维持FID检测器504燃烧的氧气流量，氢气经过燃气比例阀408和载气比例阀409前，富余的氢气会通过泄压阀407排到设备外部，一部分氢气经过燃气比例阀408和燃气压力传感器4010，燃气比例阀408和燃气压力传感器4010会调控进入维持FID检测器504的氢气流量，另一部分氢气作为载气，经过载气比例阀409和载气压力传感器4011，载气比例阀409和载气压力传感器4011会对进入FID检测器504的载气流量进行调控，并携带样气进入FID检测器504中，而总烃电磁阀4012和甲烷电磁阀4013用于总烃和甲烷气路的切换，实现载气携带总烃或甲烷两种样气的切换。

在一些实施例中，高温箱模块5还包括加热座501、加热棒502、温控开关503、FID检测器504和多通阀505，加热座501中间设置有加热孔，加热棒502安装于加热孔内，加热座501位于加热孔的两侧分别设置有安装孔508和安装槽，FID检测器504安装于安装孔508内，多通阀505安装于安装槽内，温控开关503固定连接于加热座501并电连接于加热棒502，加热座501的外周分别缠绕有填充柱506和定量环507。在本实施例中，高温箱模块5整体结构紧凑占用空间小，整机设备轻巧便携。通过加热座501集中加热，整机设备功耗更小；多通阀505、填充柱506、定量环507受热均匀，单位体积内经过的气体流量变动更小，设备检测性能更稳定； FID检测器504受热均匀，流量变动更小， FID检测器504的灵敏度和稳定性更好。

在一些实施例中，助燃气路连接于FID检测器504，燃气路连接于FID检测器504，总烃载气路和甲烷载气路分别连接于多通阀505，填充柱506和定量环507分别连接于多通阀505，多通阀505连接于FID检测器504。

在一些实施例中，填充柱506包括总烃填充柱5061和甲烷填充柱5062，定量环507包括总烃定量环5071和甲烷定量环5072，总烃填充柱5061、甲烷填充柱5062、总烃定量环5071和甲烷定量环5072分别连接于多通阀505。

在一些实施例中，水箱3通过十字连接管7分别连接于电解槽1、氧水气分离器201和氢水气分离器202。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (10)

1.一种纯水电解供气的FID检验仪，其特征在于，包括电解槽（1）、水气分离箱（2）、水箱（3）、气路控制模块（4）、带有FID检测器（504）的高温箱模块（5）和样气泵（6），所述水箱（3）通过管道连接于所述电解槽（1），所述水气分离箱（2）内设置有氧水气分离器（201）和氢水气分离器（202），所述电解槽（1）的氢气出口和氧气出气口分别通过管道连接于所述氢水气分离器（202）的进气口和所述氧水气分离器（201）的进气口，所述氧水气分离器（201）和所述氢水气分离器（202）分别通过管道连接于所述水箱（3），所述氧水气分离器（201）和所述氢水气分离器（202）分别通过氧气管路和氢气管路连接于所述气路控制模块（4），所述气路控制模块（4）将氢气管路分为燃气路、总烃载气路和甲烷载气路，并分别连接于所述高温箱模块（5），所述气路控制模块（4）将氧气管路通过助燃气路连接于所述高温箱模块（5），所述样气泵（6）通过管道连接于所述高温箱模块（5）。

2.根据权利要求1所述的纯水电解供气的FID检验仪，其特征在于，所述气路控制模块（4）包括：控制板、进氧压力保护器（401）、进氧压力传感器（402）、助燃气比例阀（403）、助燃气压力传感器（404）、进氢压力保护器（405）、进氢压力传感器（406）、泄压阀（407）、燃气比例阀（408）、载气比例阀（409）、燃气压力传感器（4010）、载气压力传感器（4011）、总烃电磁阀（4012）和甲烷电磁阀（4013），所述氧气管路依次连接有所述进氧压力保护器（401）和进氧压力传感器（402），所述助燃气路依次连接有助燃气比例阀（403）和助燃气压力传感器（404），所述氢气管路依次连接有所述进氢压力保护器（405）、所述进氢压力传感器（406）和泄压阀（407），所述氢气管路经过所述泄压阀（407）后分为所述燃气路和载气路，所述燃气路依次连接有所述燃气比例阀（408）和所述燃气压力传感器（4010），所述载气路依次连接载气比例阀（409）和载气压力传感器（4011），所述载气路通过所述载气压力传感器（4011）后分为所述总烃载气路和所述甲烷载气路，所述总烃载气路设置有总烃电磁阀（4012），所述甲烷载气路设置有甲烷电磁阀（4013），所述控制板电连接于所述电解槽（1），用于控制控制所述电解槽（1）输入电流。

3.根据权利要求2所述的纯水电解供气的FID检验仪，其特征在于，所述控制板分别电连接于所述进氧压力保护器（401）、所述进氧压力传感器（402）、所述进氢压力保护器（405）和所述进氢压力传感器（406）。

4.根据权利要求2所述的纯水电解供气的FID检验仪，其特征在于，所述燃气压力传感器（4010）电连接于所述燃气比例阀（408）。

5.根据权利要求2所述的纯水电解供气的FID检验仪，其特征在于，所述载气压力传感器（4011）电连接于所述载气比例阀（409）。

6.根据权利要求2所述的纯水电解供气的FID检验仪，其特征在于，所述助燃气压力传感器（404）电连接于所述助燃气比例阀（403）。

7.根据权利要求2所述纯水电解供气的FID检验仪，其特征在于，所述高温箱模块（5）还包括加热座（501）、加热棒（502）、温控开关（503）、FID检测器（504）和多通阀（505），所述加热座（501）中间设置有加热孔，所述加热棒（502）安装于所述加热孔内，所述加热座（501）位于所述加热孔的两侧分别设置有安装孔（508）和安装槽，所述FID检测器（504）安装于所述安装孔（508）内，所述多通阀（505）安装于所述安装槽内，所述温控开关（503）固定连接于所述加热座（501）并电连接于所述加热棒（502），所述加热座（501）的外周分别缠绕有填充柱（506）和定量环（507）。

8.根据权利要求7所述的纯水电解供气的FID检验仪，其特征在于，所述助燃气路连接于所述FID检测器（504），所述燃气路连接于所述FID检测器（504），所述总烃载气路和甲烷载气路分别连接于所述多通阀（505），所述填充柱（506）和所述定量环（507）分别连接于所述多通阀（505），所述多通阀（505）连接于所述FID检测器（504）。

9.根据权利要求8所述的纯水电解供气的FID检验仪，其特征在于，所述填充柱（506）包括总烃填充柱（5061）和甲烷填充柱（5062），所述定量环（507）包括总烃定量环（5071）和甲烷定量环（5072），所述总烃填充柱（5061）、所述甲烷填充柱（5062）、所述总烃定量环（5071）和所述甲烷定量环（5072）分别连接于所述多通阀（505）。

10.根据权利要求1所述纯水电解供气的FID检验仪，其特征在于，所述水箱（3）通过十字连接管（7）分别连接于所述电解槽（1）、所述氧水气分离器（201）和所述氢水气分离器（202）。

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