CN209656614U - 一种气体组分在线测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于气体组分测量领域，具体涉及一种气体组分在线测量装置，包括测量组件与信号采集与处理模块；测量组件包括管体以及设置于管体内部的热敏元件，管体包括进气口与出气口，热敏元件通过引线与信号采集与处理模块连接；信号采集与处理模块用于采集并处理热敏元件的电阻值信息。降低了气体组分测量成本、简化测量过程的同时实现在线测量，不需要进行组分分离也无需进行组分定性分析，混合气体组分直接进入检测器进行定量分析，利用二元组分的混合气体，其表观导热系数随着二元组分体积比浓度的变化而变化的原理，利用不同组分混合配比的热容不同进行外标曲线，得出混合气体中单一气体的含量，数据处理过程简单。

Description

一种气体组分在线测量装置

技术领域

本实用新型属于气体组分测量领域，具体涉及一种基于热敏元件的气体组分在线测量装置。

背景技术

传统的气体组分测量方法包括质谱法和色谱法。前者所需设备价格昂贵，且设备占位面积较大，实现在线测量难度较大；后者基于实验室测量分析较为普通，但也存在以下问题：一是需要成套的仪器设备，二是需要解决系统的接口问题，三是需要采用特定的气体组分分离手段才能实现有关组分的定性定量分析。

实用新型内容

为了降低气体组分测量成本、简化测量过程的同时实现在线测量，本实用新型提供一种基于热敏元件的气体组分在线测量装置，结合信号采集与输出模块在线测量某特定组分组成样品中某一组分的含量，特别适用于二元组分占绝大部分成分的样品。

本实用新型的技术解决方案是提供一种基于热敏元件的气体组分在线测量装置，其特殊之处在于：包括测量组件与信号采集与处理模块；

上述测量组件包括管体以及设置于管体内部的热敏元件，上述管体包括进气口与出气口，热敏元件通过引线与信号采集与处理模块连接；

上述信号采集与处理模块用于采集并处理热敏元件的电阻值信息。

进一步地，管体为三通，三通的两个横向端口分别作为进气口与出气口，上述热敏元件位于三通的另一端口内，热敏元件的一端位于气路中，热敏元件的另一端通过热电偶引线及信号输出端子与信号采集与处理模块连接。

进一步地，信号采集与处理模块将二元组分中一种气体的体积比浓度C/％与电阻变化幅值以脉冲峰高h形式呈现：

h＝1531-9.22×C(1)。

进一步地，上述三通的材料为不锈钢。

进一步地，上述热敏元件为E型热电偶。

进一步地，不锈钢三通的管体为长度为20～40mm，内径为3～6mm。

本实用新型的有益效果是：

1、利用本实用新型的在线测量装置，不需要进行组分分离也无需进行组分定性分析，混合气体组分直接进入检测器进行定量分析，利用二元组分的混合气体，其表观导热系数随着二元组分体积比浓度的变化而变化的原理，利用不同组分混合配比的热容不同进行外标曲线，得出混合气体中单一气体的含量，数据处理过程简单；

2、本实用新型的在线测量装置体积小，结构简单，制造成本低，可以实现在线监测。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中附图标记为：

31-管体；32-进气口；33-出气口；34-热敏元件；36-热电偶引线，37-信号输出端子，39-测量组件。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

从图1可以看出，本实施例中气体组分在线测量装置包括测量组件39及信号采集与处理模块；测量组件39包括管体31以及设置于管体31内部的热敏元件34，热敏元件34通过引线与信号采集与处理模块连接；管体31包括进气口 32与出气口33，气体通过进气口32进入管体31，使得热敏元件34电阻值发生变化，信号采集与处理模块采集并处理电阻值信息，气体通过出气口33进入归档瓶。

其中管体可以为一个不锈钢三通，三通的两个横向端口分别作为进气口与出气口，该三通的另一端口内放置热敏元件，热敏元件的一端位于三通的横向管段中即位于气路中，热敏元件的另一端与通过热电偶引线36与信号输出端子 37的信号输入端连接，信号输出端子37的信号输出端与信号采集与处理模块连接。在本实施例中不锈钢三通的管体为长度为20～40mm，内径为3～6mm；热敏元件为E型热电偶。

将气体种类已知的两组分待测气体，通入该测量装置，可以实现在线稳定气体浓度检测，因为不同气体在相同温度下的导热系数存在差异，对于二元组分的混合气体，其表观导热系数随着二元组分体积比浓度的变化而变化。所以当二元混合气体通过热敏元件时，会引起热敏元件电阻值的变化。采用信号采集与输出模块，可以将二元组分中一种气体的体积比浓度(C/％)与电阻变化幅值联系起来，从而达到检测二元组分组成的目的。电阻变化幅值经过数据采集与转换，以脉冲峰高(h)形式呈现，其随C的变化关系符合下面的公式(特定条件下)：

h＝1531-9.22×C(1)

可以将该装置应用于氙富集纯化系统中进行在线稳定氙检测，浓缩完成进行放射性活度测量后，将气体引入该装置，当氮气与氙的组分发生变化通过热敏元件时，会引起热敏元件电阻值的变化。利用公式(1)得到其中氙含量。并且可以通过该装置来监控系统是否正常，如：如果氙的体积比浓度偏离正常值±20％，即判定系统运行异常。

Claims (6)

1.一种气体组分在线测量装置，其特征在于：包括测量组件与信号采集与处理模块；

所述测量组件(39)包括管体(31)以及设置于管体(31)内部的热敏元件(34)，所述管体包括进气口与出气口，热敏元件(34)通过引线与信号采集与处理模块连接；

所述信号采集与处理模块用于采集并处理热敏元件的电阻值信息。

2.根据权利要求1所述的气体组分在线测量装置，其特征在于：管体(31)为三通，三通的两个横向端口分别作为进气口与出气口，所述热敏元件(34)位于三通的另一端口内，热敏元件(34)的一端位于气路中，热敏元件(34)的另一端通过热电偶引线(36)及信号输出端子(37)与信号采集与处理模块连接。

3.根据权利要求2所述的气体组分在线测量装置，其特征在于：信号采集与处理模块将二元组分中一种气体的体积比浓度C/％与电阻变化幅值以脉冲峰高h形式呈现：

h＝1531-9.22×C(1)。

4.根据权利要求2所述的气体组分在线测量装置，其特征在于：所述三通的材料为不锈钢。

5.根据权利要求4所述的气体组分在线测量装置，其特征在于：所述热敏元件(34)为E型热电偶。

6.根据权利要求5所述的气体组分在线测量装置，其特征在于：不锈钢三通的管体长度为20～40mm，内径为3～6mm。