专利名称：一种检测水中溶解氢气的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工检测技术，具体地，涉及一种检测水中溶解氢气的系统。
背景技术：
在现代工业中，热力系统中的水汽品质是影响锅炉、汽轮机等热力设备安全、经济运行的重要因素。水质不良会导致金属腐蚀，而腐蚀产物又会使水质变得更差，这样进一步加剧了金属腐蚀，并产生结垢。此种恶性循环，导致热力设备使用寿命缩短，造成重大的经济损失和安全隐患。为了防止锅炉及热力系统设备的腐蚀结垢，水汽品质应达到一定的标准。看其是否符合标准，就要采用仪表或化学分析方法测定各种水汽品质，并根据测定结果采取必要 的措施。微量溶解氢分析装置可连续测定水汽中的含氢量，以便于检查判断蒸汽品质是否劣化，并可判断热力系统中腐蚀的变化趋势。这一准确可靠的仪表可以在线检测，防止锅炉和汽轮机等热力系统设备的腐蚀，保障其安全运行。仪表测量是通过实验方法将被测参数与其相应的测量单位标准量进行比较，进而得出数值，实现这种比较的装置就是测量仪表。微量溶解氢分析装置可连续测定水汽中的含氢量，它是工业中不可获缺的化学仪表，它对于监督热力系统中的水汽品质、检测腐蚀速率趋势、判断污染源、防止结垢和积盐、保障热力设备安全经济运行以及延长设备检修周期和使用寿命都起着重要的作用。目前，国内还没有微量溶解氢分析装置的同类产品，而国外的产品多采用电极法测定，根据用户使用结果，存在以下不足I、由于受氧的干扰和受流量影响，测量存在误差；2、定期需要更换膜和电解液，且维护量增大，维护成本高；3、电极易受污染，电极寿命较短，更换费用较高。
实用新型内容本实用新型的目的是提供检测水中溶解氢的系统。本实用新型一方面提供了一种检测水中溶解氢气的系统，该系统包括以下部件水样入口 I、恒温水套5、进气管11、真空分离室6、溢流槽10、热导计7、空气饱和器8和水样出口 9，所述的水样入口 I通过恒温水套5连接到真空分离室6的入口端，进气管11连接到真空分离室6，真空分离室6中的气体出口端连接到热导计7的一端，真空分离室6中的液体出口端通过溢流槽10连接到水样出口 9，热导计7的另一端与空气饱和器8相连接，并且所述的恒温水套5包裹真空分离室6、热导计7和空气饱和器8，所述的真空分离室6由抽真空水泵构成，或者所述的真空分离室由分离钟罩和文丘里管两者结合在一起构成。优选地，所述的系统还包括以下部件阀门2、流量计4，所述的水样入口 I与阀门2入口通过管道连接，阀门2的一个出口与流量计4入口通过管道相连接，流量计4出口通过恒温水套5连接到真空分离室6的入口端，进气管11连接到真空分离室6，真空分离室6的气体出ロ端连接到热导计7的一端，真空分离室6的液体出ロ端通过溢流槽10连接到水样出口 9，热导计7的另一端与空气饱和器8相连接，并且所述的恒温水套5包裹真空分离室6、热导计7和空气饱和器8。优选地，所述的系统还包括用于控制真空分离室6的零点校正阀13，所述的零点校正阀13连接到所述的恒温水套5。优选地，所述的系统还包括法拉第电解池12，所述的法拉第电解池12的一端连接到流量计4出口，法拉第电解池12的另一端连接恒温水套的5进水端。优选地，所述的系统还包括恒流槽3，所述阀门2的出ロ还通过管道连接到恒流槽3的一端，并由恒流槽3的另一端通过管道连接到水样出口 9。 本实用新型的空气饱和器为盛有水的水罐，该水罐不与大气相连通，通过棉管连接到热导计的另一端。本实用新型的有益效果在于本实用新型的溶解氢分析装置的測量范围可以细化至0-20微克/升，測量精度能够达到正负0. 2微克/升。并且本实用新型的检测系统不容易受到氧和流量的干扰，測量误差小。
图I表示本实用新型实施例I系统的结构图。图2表示本实用新型实施例2系统的结构图。图3表示本实用新型的由文丘里管和分离室钟罩组成的真空分离室。
具体实施方式
以下实施例仅用于解释本实用新型，不能用于限制本实用新型，在本实用新型保护范围内做的修饰、替换、改变都在本实用新型的保护范围内。实施例I參见图1，本实用新型检测水中溶解氢的系统包括水样入口 I、阀门2、恒流槽3、流量计4、恒温水套5、进气管11、真空分离室6、热导计7、空气饱和器8和水样出ロ 9。水样入口 I与阀门2的入口端通过管道相连接，阀门2的出ロ端通过管道依次与恒流槽3和水样出ロ 9连接，阀门2的另ー个出ロ端与流量计4的入口相连接，并且流量计4的出口通过恒温水套5连接到真空分离室6的入口，真空分离室6的ー个出ロ通过管道通过溢流槽10和水样出ロ 9相连接，真空分离室6的另ー个出ロ连接到热导计7的一端，热导计7的另一端连接空气饱和器8。进气管11连接到真空分离室6，本实施例中的真空分离室6、热导计7、空气饱和器8和进气管11均由恒温水套5所包裏。实施例2參见图2，本实施例与实施例I相近，不同的是本实施例的系统还包括法拉第电解池12和零点校正阀13，法拉第电解池12置于流量计4的出口和恒温水套5的入口之间，零点校正阀13置于恒温水套下游。实施例3图3表示本实用新型的真空分离室，该真空分离室由文丘里管100和分离钟罩200组成，分离钟罩200罩在文丘里管100外，文丘里管包括液体进口端101、液体出口端102和气体出口 103。实施例4水中溶解氢气的检测参见图1，图I是根据本实用新型第一实施例的系统的流程组成结构图，含有氢气水样首先从水样入口 I经过针型阀2，样品分为两部分，一部分进入提供一定压力的恒流槽3，并通过水样出口 9排出，另一部分依次经过流量计4和恒温水套5，恒温水样通过恒温水套5将水样的温度稳定在25摄氏度，水样通过恒温水套5进入真空分离室6，此时真空分离 室的零点校正阀处于闭合状态，饱和水中的新鲜空气通过进气管11吸入真空分离室6中，本实施例中的真空分离室为实施例3所示的分离钟罩和文丘里管相结合而成的分离室，空气进入文丘里管100的液体进口端101被带入到水流中，由于水样在文丘里管中的流速很快，所以水样中的混合气体不断地和水进行分离，分离出的水从文丘里管的液体出口端102进入溢流槽10，从水样出口 9排出。本实施例中的溢流槽为盛有水的水槽，水槽和文丘里管100外的分离钟罩200相结合，通过溢流槽和文丘里管外的分离钟罩相结合，从而实现了水和气体之间真空条件下分离的目的。混合气体从真空分离室的文丘里管的气体出口 103分离出扩散到热导计7的测量元件周围，进入热导计7进行检测，热导计7的温度为25摄氏度，热导计直接连接空气饱和器8，本实施例中的空气饱和器为盛有水的水罐，该水罐不与外界的空气相接触，通过棉管连接到热导计7的一端。由于文丘里管抽真空的作用，空气饱和器内的气体和液体才能够带入热导计7中，本实施例中的真空分离室6、进气管11、热导计7和空气饱和器8都是包裹在恒温水套5中的，所以它们的温度和恒温水套5的温度相同。在空气和氢气扩散到热导计的同时，空气饱和器8中的气体和水也形成水蒸气进入热导计中，由于热导计温度为25度，所以参比元件和测量元件都在饱和的水蒸汽中被空气饱和器中的饱和气体充满。由于水蒸气会影响测定结果，所以将热导计中的参比元件和测量元件都浸入饱和气体中，这样对参比元件和测量元件产生等量的影响，不至于使热导计的电桥产生不平衡。读出热导计检测电极的读数，从而计算出水样中的氢气含量。实施例5热导计零点的确定参见图2，确定分析装置零点时，此时真空分离室6的零点校正阀13处于开启状态。水样首先从水样入口 I经过针型阀2，样品分为两部分，一部分进入提供一定压力的恒流槽3，另一部分依次经过流量计4和法拉第电解池12进入恒温水套5中，恒温水套5的温度保持在25摄氏度，因此水样的温度也处于此温度，通过进气管11向真空分离室充入气体，本实用新型中的真空分离室由分离钟罩和文丘里管组成，真空分离室的6的零点校正阀13处于零点状态，此时分离室6处于关闭的状态，水样和饱和水的气体直接从恒温水套5通过溢流槽10排出到水样出口 9排出，水样中的空气扩散到热导计7中，热导计的温度保持在25摄氏度，热导计7直接连接空气饱和器8，空气饱和器的空间中盛有水和空气。在空气扩散到热导计的同时，空气饱和器中8的气体和水也形成饱和水气体进入热导计7中，由于热导计温度为25°C，所以的參比元件和測量元件都在饱和水的气体充满。由于本实施例中的水样不分离，所以热导计中显示的数值应该校正为零。实施例6通过法拉第电解池校IH热导计校正热导计7吋，一般采用不含有氢气的水样，此时控制真空分离室6的零点校正阀13处于关闭状态。參见图2，本实用新型系统的流程图，不含有氢气的水样首先从水样入口 I经过针型阀2，样品分为两部分，一部分进入提供一定压カ的恒流槽3，并通过水样出口 9排出，另一部分通过流量计4进入法拉第电解池12，在法拉第电解池12间通过2mA的直流电流，从其中ー个电极上产生氢气，带有氢气的水样经过恒温水套5，恒温水套5将水样的温度稳定 在25摄氏度，水样通过恒温水套5进入真空分离室(本实施例中的真空分离室由分离钟罩、文丘里管组成)6，空气经过真空分离室6的一端被带入到水流中，由于水样在文丘里管中的流速很快，所以水样中的空气和氢气的混合气体不断地和水进行分离，分离出的水通过溢流槽10，从水样出ロ 9排出。从分离室6分离出的空气和氢气的混合气体则扩散到热导计7的測量元件周围，进入热导计7进行检測，热导计的温度为25摄氏度，热导计7直接连接空气饱和器8，空气饱和器的空间中盛有水和空气。本实施例中的热导计和空气饱和器都是包裹在恒温水套中的，所以它们的温度和恒温水套的温度相近。在空气和氢气扩散到热导计的同时，空气饱和器中的气体和水也形成水蒸气进入热导计中，由于热导计温度为25摄氏度，所以參比元件和測量元件都在饱和的水蒸汽中被空气饱和器中的饱和气体充满。由于水蒸气会影响测定结果，所以将热导计中的參比元件和測量元件都浸入饱和气体中，这样对參比元件和測量元件产生等量的影响，不至于使热导计的电桥产生不平衡。此时，由于热导计中测得的氢气来自法拉第电解池中电解得到的氢气，所以可以通过法拉第电解池通过的电流计算的氢气量和热导计读数显示的氢气量进行比较，从而通过计算得到的氢气量校正热导计的读数。例如，以本实用新型通过的2mA的电流为例，水样的流量为210ml，此时热导计显示的氢气增加量应为A H2 = 630*A/V 即A H2 = 630*2/210 = 6微克/升，式中A H2表示氢的增加量，単位微克/升，A表示电解电流，単位mA，V表示水样流量，単位ml，通过法拉第电解池计算到的读数校正热导计的读数。
权利要求1.一种检测水中溶解氢气的系统，该系统包括水样入口(I)、恒温水套(5)、进气管(11)、真空分离室(6)、溢流槽(10)、热导计(7)、空气饱和器⑶和水样出口(9)，其特征在于，所述水样入口(I)通过恒温水套(5)连接到真空分离室(6)的入口端，进气管(11)连接到真空分离室(6)，真空分离室(6)中的气体出口端连接到热导计(7)的一端，真空分离室(6)中的液体出口端通过溢流槽(10)连接到水样出口(9)，热导计(7)的另一端与空气饱和器⑶相连接，并且所述恒温水套(5)包裹真空分离室(6)、热导计(7)和空气饱和器(8)，所述的真空分离室(6)由抽真空水泵构成，或者所述的真空分离室由分离钟罩和文丘里管两者结合在一起构成。
2.根据权利要求I所述的系统，该系统还包括以下部件阀门(2)、流量计(4)，其特征在于，所述的水样入口(I)与阀门(2)入口通过管道连接，阀门(2)的ー个出口与流量计(4)入口通过管道相连接，流量计⑷出口通过恒温水套(5)连接到真空分离室(6)的入口端，进气管(11)连接到真空分离室(6)，真空分离室(6)的气体出口端连接到热导计(7)的一端，真空分离室(6)的液体出口端通过溢流槽(10)连接到水样出口(9)，热导计(7)的另一端与空气饱和器(8)相连接，并且所述的恒温水套(5)包裹真空分离室(6)、热导计(7)和空气饱和器(8)。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，该系统还包括用于控制真空分离室(6)的零点校正阀(13)，所述的零点校正阀(13)连接到所述的恒温水套(5)。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，该系统还包括法拉第电解池(12)，所述的法拉第电解池(12)的一端连接到流量计⑷出口，法拉第电解池(12)的另一端连接恒温水套(5)的进水端。
5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，该系统还包括恒流槽(3)，所述阀门(2)的出口还通过管道连接到恒流槽(3)的一端，并由恒流槽(3)的另一端通过管道连接到水样出口(9)。
专利摘要本实用新型提供一种检测水中溶解氢气的系统，该系统包括水样入口(1)、恒温水套(5)、进气管(11)、真空分离室(6)、溢流槽(10)、热导计(7)、空气饱和器(8)和水样出口(9)，其特征在于，所述水样入口(1)通过恒温水套(5)连接到真空分离室(6)的入口端，进气管(11)连接到真空分离室(6)，真空分离室(6)中的气体出口端连接到热导计(7)的一端，真空分离室(6)中的液体出口端通过溢流槽(10)连接到水样出口(9)，热导计(7)的另一端与空气饱和器(8)相连接，并且所述恒温水套(5)包裹真空分离室(6)、热导计(7)和空气饱和器(8)。
文档编号G01N33/00GK202533423SQ201220144058
公开日2012年11月14日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者刘忠, 李炜, 王应高 申请人:刘忠, 李炜, 王应高