CN201917414U - 温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及色谱分析仪器上的氢火焰离子化检测装置技术领域，是一种温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，其包括柱体、点火头、火焰温度检测装置和对比温度检测装置；柱体的内部有排气空腔，柱体上有连通排气空腔的点火座孔并安装有点火头；柱体上安装有火焰温度检测装置，火焰温度检测装置包括火焰温度探头；柱体内部有对比温度检测腔并安装有对比温度检测装置，对比温度检测装置包括对比温度探头。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过在柱体体内安装对比温度探头，与排气空腔内部安装的火焰温度探头的温度检测结果相比较，来判断氢火焰是否点燃或熄灭，具有不受外界影响、灵敏可靠的特点。

Description

温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置

技术领域

本实用新型涉及色谱分析仪器上的氢火焰离子化检测装置技术领域，是一种温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置。

背景技术

目前在色谱分析仪器中，氢火焰离子化检测器FID是色谱分析仪器上最常用的一种检测器，其原理是：将色谱柱分离后的待测气体及载气、氢气、助燃空气同时通入氢火焰离子化检测器的燃烧室，点燃氢气形成氢火焰；收集电极和极化电极分别通过绝缘体固定在氢火焰离子化检测器上，将收集电极接直流电源的正极，极化电极接直流电源的负极，在收集电极和极化电极之间产成直流电压，从而形成电离电场；燃烧室内因氢气燃烧而产生高温，待测气体及载气经高温而发生化学电离，电离生成正负离子在电离电场中向各自相反的电极移动，形成的离子流被收集电极接收、输出，经阻抗转化、放大器放大成为电信号，记录下来即为代表物质成分和含量的分析谱图，而燃烧后的气体从排气口排出。

氢火焰离子化检测器以氢气作为燃烧气体，由于氢气具有易燃性，氢气的聚集浓度达到爆炸限度时被点燃会产生爆炸，因此氢火焰离子化检测器内的氢气是否被点燃，成为使用氢火焰离子化检测器色谱仪的首要问题。通常氢火焰离子化检测器色谱仪采用人工方式点火，如用打火机、火柴或点火枪在燃烧室内进行点火，而判断火焰是否点燃，一般通过观察放大器输出的电信号是否变化，或是直接使用低温而表面光洁如镜面的物体，如点火枪的金属杆靠近检测器的排气孔，观察是否有水汽雾滴凝结进行判断。上述方法的缺点是需要人工观察并需要相应的辅助工具或用品，并且这种方法并非在所有的环境中都适用，并且很难做到随时检查氢火焰是否处于燃烧状态，不能及时发现在分析过程中的氢火焰熄灭问题。

随着色谱分析仪器自动化程度的提高，出现了电点火氢火焰离子化检测器，并带有能够确认火焰是否点着的火焰监测头的氢火焰监测装置。在实际应用中，现有的氢火焰监测装置的火焰监测头，位于点火头上端的氢火焰燃烧排气口外或位于氢火焰燃烧排气口内部，能够通过监测氢火焰燃烧时排气口排出的热气体输出对应的电信号。但是对于火焰监测头位于氢火焰燃烧排气口外部的，由于监测头暴露在仪器机箱的空气环境中，监测头输出的电信号会受到环境空气温度和气流的影响，监测头输出的信号相对稳定度较差，特别是仪器内部空间中空气流速较大时，如散热风扇启动和停止时，改变了环境温度、造成监测头输出电信号的变化，影响到后续电路对火焰点燃的判断；对于火焰监测头位于氢火焰燃烧排气口内部的，由于点火头本体受到氢火焰燃烧室排出热气的加热，温度会接近于氢火焰燃烧室排出热气的温度，当氢火焰熄灭时点火头本体不能及时降温，监测头监测到的是点火头本体辐射的热量，输出的电信号也不能及时有效反应氢火焰的状态，需要等到点火头本体温度下降到一定数值时，才能检测到氢火焰已经熄灭，而从氢火焰实际熄灭到监测到其熄灭需要间隔较长的时间，并且此间隔时间与周围环境的温度有关。因此，现有氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置在实际使用过程中存在以下不足：检测结果易受周围环境影响而出现偏差和滞后、不灵敏、不可靠。

发明内容

本实用新型提供了一种温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置存在的检测结果易受周围环境影响而出现偏差和滞后、不灵敏、不可靠的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，包括柱体、点火头、火焰温度检测装置和对比温度检测装置；柱体的内部有排气空腔，柱体上有连通排气空腔的点火座孔，点火座孔内安装有能点燃氢气的点火头；柱体上安装有火焰温度检测装置，火焰温度检测装置包括火焰温度探头，火焰温度探头位于点火头下方的排气空腔内部；柱体内部有对比温度检测腔并安装有对比温度检测装置，对比温度检测装置包括对比温度探头，对比温度探头位于对比温度检测腔内部。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述火焰温度检测装置可包括火焰温检头外壳、火焰温检电缆和火焰温度探头；点火座孔下方的柱体上有连通排气空腔的火焰温检座孔，火焰温检头外壳固定安装在火焰温检座孔内，火焰温检电缆固定安装在火焰温检头外壳内部并且火焰温检电缆的内端靠近排气空腔，火焰温度探头固定在火焰温检头外壳的内端上，火焰温度探头的正接线端和负接线端分别与火焰温检电缆内端的正极端子和负极端子电连接在一起。

上述对比温度检测装置可包括对比温检头外壳、对比温检电缆和对比温度探头；对比温度检测腔包括对比温检座孔和对比测温盲孔，靠近点火座孔上端口的柱体上端面上有对比温检座孔，对比温检座孔的底面上有通至柱体体内的对比测温盲孔，对比温检头外壳固定安装在对比温检座孔内，对比温检电缆固定安装在对比温检头外壳内部并且对比温检电缆的内端靠近排气空腔，对比温度探头固定在对比温检头外壳的内端上，对比温度探头的正接线端和负接线端分别与对比温检电缆内端的正极端子和负极端子电连接在一起。

上述火焰温检座孔的内壁上可有火焰温检座内螺纹，火焰温检头外壳的外侧有火焰温检头外螺纹，火焰温检头外壳通过火焰温检头外螺纹和火焰温检座内螺纹固定安装在火焰温检座孔内；对比温检座孔的内壁上可有对比温检座内螺纹，对比温检头外壳的外侧有对比温检头外螺纹，对比温检头外壳通过对比温检头外螺纹和对比温检座内螺纹固定安装在对比温检座孔内。

上述火焰温检电缆与火焰温检头外壳之间可固定有火焰温检隔热管，对比温检电缆与对比温检头外壳之间可固定有对比温检隔热管。

上述点火头可包括点火头外壳、点火电缆和点火灯丝；点火头外壳固定安装在点火座孔内，点火电缆固定安装在点火头外壳内部并且点火电缆的内端靠近排气空腔，点火灯丝固定在点火电缆的内端上并位于排气空腔内，点火灯丝的正接线端和负接线端分别通过点火电缆的正极导线和负极导线与电源的正负极电连接在一起。

上述柱体的下部外侧可有能够与氢火焰离子化检测器的排气口上部螺孔相配合的固接螺纹。

上述火焰温检隔热管和对比温检隔热管分别可为耐热陶瓷管，火焰温度探头和对比温度探头分别可为热敏电阻，点火灯丝可为铂电阻丝。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过在柱体体内安装对比温度探头，与排气空腔内部安装的火焰温度探头的温度检测结果相比较，来判断氢火焰是否点燃或熄灭，具有不受外界影响、灵敏可靠的特点。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为柱体，2为排气空腔，3为点火座孔，4为火焰温度探头，5为对比温度探头，6为火焰温检头外壳，7为火焰温检电缆，8为火焰温检座孔，9为对比温检头外壳，10为对比温检电缆，11为对比温检座孔，12为对比测温盲孔，13为火焰温检座内螺纹，14为火焰温检头外螺纹，15为对比温检座内螺纹，16为对比温检头外螺纹，17为火焰温检隔热管，18为对比温检隔热管，19为点火头外壳，20为点火电缆，21为点火灯丝，22为氢火焰离子化检测器，23为排气口，24为固接螺纹，25为燃烧室，26为载气，27为氢气，28为助燃空气，29为收集电极，30为极化电极。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合最佳实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置包括柱体1、点火头、火焰温度检测装置和对比温度检测装置；柱体1的内部有排气空腔2，柱体1上有连通排气空腔2的点火座孔3，点火座孔3内安装有能点燃氢气的点火头；柱体1上安装有火焰温度检测装置，火焰温度检测装置包括火焰温度探头4，火焰温度探头4位于点火头下方的排气空腔2内部；柱体1内部有对比温度检测腔并安装有对比温度检测装置，对比温度检测装置包括对比温度探头5，对比温度探头5位于对比温度检测腔内部。柱体1为耐高温的阻燃材料。火焰温度探头4位于点火头下方的排气空腔2内，能够直接监测氢火焰燃烧时向上流出的热气流，热气流还能减小点火头点火时产生的高热对火焰温度探头4的辐射作用，消除外界环境的温度、气流变化对检测数据的干扰；火焰温度探头4位于点火头下方，由于更接近于燃烧的氢火焰，所以输出信号也更加及时。由于柱体1被加热后会辐射热量并影响火焰温度探头4，增加对比温度探头5后，对比温度探头5监测柱体1的温度变化并输出对比温度检测信号，通过信号处理电路将其与火焰温度探头4输出的火焰温度检测信号进行比较，从而能够消除热辐射对火焰温度探头4的影响，使本实用新型对氢火焰的监测更加可靠和灵敏。

可根据实际需要，对上述温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，火焰温度检测装置包括火焰温检头外壳6、火焰温检电缆7和火焰温度探头4；点火座孔3下方的柱体1上有连通排气空腔2的火焰温检座孔8，火焰温检头外壳6固定安装在火焰温检座孔8内，火焰温检电缆7固定安装在火焰温检头外壳6内部并且火焰温检电缆7的内端靠近排气空腔2，火焰温度探头4固定在火焰温检头外壳6的内端上，火焰温度探头4的正接线端和负接线端分别与火焰温检电缆7内端的正极端子和负极端子电连接在一起。通过火焰温检电缆7能够输出火焰温度检测信号。

如附图1所示，对比温度检测装置包括对比温检头外壳9、对比温检电缆10和对比温度探头5；对比温度检测腔包括对比温检座孔11和对比测温盲孔12，靠近点火座孔3上端口的柱体1上端面上有对比温检座孔11，对比温检座孔11的底面上有通至柱体1体内的对比测温盲孔12，对比温检头外壳9固定安装在对比温检座孔11内，对比温检电缆10固定安装在对比温检头外壳9内部并且对比温检电缆10的内端靠近排气空腔2，对比温度探头5固定在对比温检头外壳9的内端上，对比温度探头5的正接线端和负接线端分别与对比温检电缆10内端的正极端子和负极端子电连接在一起。通过对比温检电缆10能够输出对比温度检测信号。

如附图1所示，火焰温检座孔8的内壁上有火焰温检座内螺纹13，火焰温检头外壳6的外侧有火焰温检头外螺纹14，火焰温检头外壳6通过火焰温检头外螺纹14和火焰温检座内螺纹13固定安装在火焰温检座孔8内；对比温检座孔11的内壁上有对比温检座内螺纹15，对比温检头外壳9的外侧有对比温检头外螺纹16，对比温检头外壳9通过对比温检头外螺纹16和对比温检座内螺纹15固定安装在对比温检座孔11内。通过螺纹连接，火焰温检头外壳6和对比温检头外壳9不但固定牢固可靠，而且更加便于拆装和维修。

如附图1所示，火焰温检电缆7与火焰温检头外壳6之间固定有火焰温检隔热管17，对比温检电缆10与对比温检头外壳9之间固定有对比温检隔热管18。通过火焰温检隔热管17和对比温检隔热管18能够有效隔热，避免柱体1传导的热量损坏火焰温检电缆7和对比温检电缆10。

如附图1所示，点火头包括点火头外壳19、点火电缆20和点火灯丝21；点火头外壳19固定安装在点火座孔3内，点火电缆20固定安装在点火头外壳19内部并且点火电缆20的内端靠近排气空腔2，点火灯丝21固定在点火电缆20的内端上并位于排气空腔2内，点火灯丝21的正接线端和负接线端分别通过点火电缆20的正极导线和负极导线与电源的正负极电连接在一起。

如附图1所示，柱体1的下部外侧有能够与氢火焰离子化检测器22的排气口23上部螺孔相配合的固接螺纹24。通过固接螺纹24能够方便快捷地将本实用新型固定安装在氢火焰离子化检测器22的排气口23上，并且使排气空腔2下端口对正排气口23并与其相连通。

如附图1所示，火焰温检隔热管17和对比温检隔热管18分别为耐热陶瓷管，火焰温度探头4和对比温度探头5分别为热敏电阻，点火灯丝21为铂电阻丝。热敏电阻能够可靠灵敏地输出温度检测电压信号，铂电阻丝物理化学性质稳定，不会影响氢火焰成分而且使用寿命较长。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的工作过程是：首先，将本实用新型的下端连接在氢火焰离子化检测器22的排气口23上，燃烧室25和排气空腔2通过排气口23相连通，在燃烧室25内通入压力或流量调节好的待测气体及载气26、氢气27和助燃空气28，将点火灯丝21的两端通过点火电缆20接上3伏至5伏的直流或交流电源，点火灯丝21即铂电阻丝因电流通过而发热直到红色，点火灯丝21点燃了氢气27，燃烧室25和排气空腔2内的氢气27持续燃烧，点火头完成点火动作。接着，从氢火焰离子化检测器22的排气口23排出的气体因氢气27燃烧产生的热量使得排出气体的温度升高，密度较未燃烧气体的密度小而上升，检测柱体1温度的热敏电阻即在对比测温盲孔12内部安装的对比温度探头5，其电阻率未发生变化，对应的电压信号通过对比温检电缆10输出并传送到单片机，而检测火焰温度的热敏电阻即在排气空腔2内腔下部安装的火焰温度探头4，因排气空腔2内温度变化而电阻率发生变化，转换成与火焰温度变化和温度差异相对应的电压信号并通过火焰温检电缆7输出并传送到单片机，经由单片机内部的电压检测和检测数据处理程序分析处理，从而检测出点火前后排气空腔2排出的气体温度变化和温度差异，输出显示氢火焰是否燃烧的信号。然后，当氢火焰熄灭时，火焰温度探头4可以及时感知气流温度的变化，而此时对比温度探头5所监测的柱体1温度保持不变，比较两者的信号差异，能够有效地提高本实用新型的监测有效性和灵敏度，从而有效消除外界因素的影响。最后，在收集电极29和极化电极30上加直流电压，由于燃烧室25和排气空腔2内的氢气27都在燃烧而产生高温，燃烧室25内的待测气体及载气26在高温作用下被电离，收集电极29将会收集电离离子，即氢火焰离子化检测器22开始检测待测气体及载气26中的物质成分和含量。

Claims (10)

1.一种温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，其特征在于包括柱体、点火头、火焰温度检测装置和对比温度检测装置；柱体的内部有排气空腔，柱体上有连通排气空腔的点火座孔，点火座孔内安装有能点燃氢气的点火头；柱体上安装有火焰温度检测装置，火焰温度检测装置包括火焰温度探头，火焰温度探头位于点火头下方的排气空腔内部；柱体内部有对比温度检测腔并安装有对比温度检测装置，对比温度检测装置包括对比温度探头，对比温度探头位于对比温度检测腔内部。

2.根据权利要求1所述的温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，其特征在于火焰温度检测装置包括火焰温检头外壳、火焰温检电缆和火焰温度探头；点火座孔下方的柱体上有连通排气空腔的火焰温检座孔，火焰温检头外壳固定安装在火焰温检座孔内，火焰温检电缆固定安装在火焰温检头外壳内部并且火焰温检电缆的内端靠近排气空腔，火焰温度探头固定在火焰温检头外壳的内端上，火焰温度探头的正接线端和负接线端分别与火焰温检电缆内端的正极端子和负极端子电连接在一起。

3.根据权利要求1或2所述的温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，其特征在于对比温度检测装置包括对比温检头外壳、对比温检电缆和对比温度探头；对比温度检测腔包括对比温检座孔和对比测温盲孔，靠近点火座孔上端口的柱体上端面上有对比温检座孔，对比温检座孔的底面上有通至柱体体内的对比测温盲孔，对比温检头外壳固定安装在对比温检座孔内，对比温检电缆固定安装在对比温检头外壳内部并且对比温检电缆的内端靠近排气空腔，对比温度探头固定在对比温检头外壳的内端上，对比温度探头的正接线端和负接线端分别与对比温检电缆内端的正极端子和负极端子电连接在一起。

4.根据权利要求3所述的温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，其特征在于火焰温检座孔的内壁上有火焰温检座内螺纹，火焰温检头外壳的外侧有火焰温检头外螺纹，火焰温检头外壳通过火焰温检头外螺纹和火焰温检座内螺纹固定安装在火焰温检座孔内；对比温检座孔的内壁上有对比温检座内螺纹，对比温检头外壳的外侧有对比温检头外螺纹，对比温检头外壳通过对比温检头外螺纹和对比温检座内螺纹固定安装在对比温检座孔内。

5.根据权利要求3所述的温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，其特征在于火焰温检电缆与火焰温检头外壳之间固定有火焰温检隔热管，对比温检电缆与对比温检头外壳之间固定有对比温检隔热管。

6.根据权利要求4所述的温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，其特征在于火焰温检电缆与火焰温检头外壳之间固定有火焰温检隔热管，对比温检电缆与对比温检头外壳之间固定有对比温检隔热管。

7.根据权利要求1或2所述的温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，其特征在于点火头包括点火头外壳、点火电缆和点火灯丝；点火头外壳固定安装在点火座孔内，点火电缆固定安装在点火头外壳内部并且点火电缆的内端靠近排气空腔，点火灯丝固定在点火电缆的内端上并位于排气空腔内，点火灯丝的正接线端和负接线端分别通过点火电缆的正极导线和负极导线与电源的正负极电连接在一起。

8.根据权利要求6所述的温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，其特征在于点火头包括点火头外壳、点火电缆和点火灯丝；点火头外壳固定安装在点火座孔内，点火电缆固定安装在点火头外壳内部并且点火电缆的内端靠近排气空腔，点火灯丝固定在点火电缆的内端上并位于排气空腔内，点火灯丝的正接线端和负接线端分别通过点火电缆的正极导线和负极导线与电源的正负极电连接在一起。

9.根据权利要求8所述的温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，其特征在于柱体的下部外侧有能够与氢火焰离子化检测器的排气口上部螺孔相配合的固接螺纹。

10.根据权利要求9所述的温度检测对比式氢火焰离子化检测器用氢火焰检测装置，其特征在于火焰温检隔热管和对比温检隔热管分别为耐热陶瓷管，火焰温度探头和对比温度探头分别为热敏电阻，点火灯丝为铂电阻丝。