气体定量进样装置及气相色谱检测系统的制作方法

本发明属于气体检测装置领域，具体涉及一种气体定量进样装置及气相色谱检测系统。

背景技术：

目前变压器油中溶解气体在线监测装置一般采用气相色谱检测原理，典型的自动进样系统采用气动六通阀控制气流通断和气路切换，由于气动六通阀结构复杂、加工精度要求高，国内生产的气动六通阀的加工精度低、使用寿命短，大多依靠进口，进口成本高。

授权公告号为cn101620212b的中国发明专利公开了“气体自动定量进样装置”，该进样装置包括组合汇流板(即阀板的汇流板)及设于所述组合汇流板上的若干电磁阀，在组合汇流板的表面设有若干进气的管口和出气的管口，在组合汇流板内设有与所述管口连接的管路(即气体通道)。在使用该装置时需要将定量装置外接在汇流板上，或是在生产过程中将定量装置装配在汇流板上，这样导致该装置结构复杂，不够紧凑。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种气体定量进样装置，用于解决现有技术中定量进样装置结构复杂的问题；本发明另外的目的在于提供一种使用该气体定量进样装置的气相色谱检测系统，用于解决现有技术中气相色谱检测系统集成程度不高和结构不够紧凑的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案具体为：

气体定量进样装置，包括作为装置主体的阀体和设置在阀体内的气体通道，所述气体通道包括定量气体进口和定量气体出口，所述阀体内还设有用于与所述定量气体进口和定量气体出口连通的定量用通道，所述定量用通道形成用于容纳样品气体的定量腔室。

本发明气体定量进样装置的有益效果：在气体通道上设置定量气体进口和定量气体出口，定量气体进口与定量气体出口之间采用通道相连，通道形成用于容纳样品气体的定量用通道；将定量用通道设置在阀体内部，集成程度高，阀体体积小，结构紧凑。

作为本发明所述气体定量进样装置的改进，所述气体通道还包括供样品气体流通以进入定量用通道的样品气体通道、用于与色谱柱连接的色谱柱通道和用于与真空源连通的真空通道，样品气体通道、色谱柱通道、真空通道与定量用通道之间均设置有控制阀。

有益效果：通过调节控制样品气体通道、色谱柱通道、真空通道与定量用通道之间的控制阀的连通或断开，形成能够容纳样品气体或载气的不同气体通道。

作为本发明所述气体定量进样装置的进一步改进，所述定量用通道具有折弯部分。

有益效果：定量用通道通过设置折弯部分，实现定量用通道在阀体内迂回布置，使阀体结构紧凑和在有限阀体内满足定量用通道的容量。

作为本发明所述气体定量进样装置的进一步改进，所述定量用通道用于与色谱柱连通的色谱柱连通口位于定量用通道的一端，定量用通道用于与载气气源连通的载气入口位于定量用通道的另一端。

有益效果：将用于与载气气源连通的载气入口和用于与色谱柱连通的色谱柱连通口设置在定量用通道的两端，有利于定量用通道中的气体抽取或推送。

作为本发明所述气体定量进样装置的进一步改进，所述气体通道还包括供定量用通道中的气体排出的排气通道和用于与载气气源连接的载气通道，排气通道连接在定量用通道的两端部之间，载气通道上设置有第一载气出口和第二载气出口，第一、第二载气出口与定量用通道之间均设有相应的控制阀。

有益效果：将排气通道设置在定量用通道的两端部之间，在排气时有利于对定量用通道内气压的控制；在载气通道上设置有第一载气出口和第二载气出口，通过第一载气出口和第二载气出口向定量用通道内注入载气。

作为本发明所述气体定量进样装置的进一步改进，所述定量用通道为l形，包括横向部分和纵向部分，所述横向、纵向部分的交接处形成所述折弯部分。

有益效果：定量用通道形状为l形，使阀体结构紧凑和有效增大定量用通道的容积。

作为本发明所述气体定量进样装置的进一步改进，所述定量用通道由阀体内的沿水平方向设置的盲孔形成。

有益效果：在阀体内开设盲孔，将盲孔作为定量用通道，结构简单，加工简便。

作为本发明所述气体定量进样装置的进一步改进，所述气体通道由阀体内的沿水平方向设置的盲孔形成。

有益效果：在阀体内开设盲孔，将盲孔作为气体通道，结构简单、加工简便。

作为本发明所述气体定量进样装置的进一步改进，所述定量用通道以及气体通道的用于与控制阀连接的连接口分别设置在阀体的板面上。

有益效果：将定量用通道以及气体通道的用于与控制阀连接的连接口分别设置在阀体的板面上，便于连接口的开设。

本发明提供的气相色谱检测系统的技术方案为：气相色谱检测系统，包括气体定量进样装置和气相色谱检测仪,所述气体定量进样装置包括阀体和设置在阀体内的气体通道，所述气体通道包括定量气体进口和定量气体出口，所述气相色谱检测系统还包括分别与对应的气体通道连通的色谱柱及真空泵，所述阀体内还设有用于与所述定量气体进口和定量气体出口连通的定量用通道，所述定量用通道形成用于容纳样品气体的定量腔室。

本发明气相色谱检测系统的有益效果：在气体通道上设置定量气体进口和定量气体出口，定量气体进口与定量气体出口之间采用通道相连，通道形成用于容纳样品气体的定量用通道；将定量用通道设置在阀体内部，具有集成程度高、阀体体积小和结构紧凑。

作为本发明所述气相色谱检测系统的改进，所述气体通道还包括供样品气体流通以进入定量用通道的样品气体通道、用于与色谱柱连接的色谱柱通道和用于与真空源连通的真空通道，样品气体通道、色谱柱通道、真空通道与定量用通道之间均设置有控制阀。

有益效果：通过调节控制样品气体通道、色谱柱通道、真空通道与定量用通道之间的控制阀的连通或断开，形成能够容纳样品气体或载气的不同气体通道。

作为本发明所述气相色谱检测系统的进一步改进，所述定量用通道具有折弯部分。

有益效果：定量用通道通过设置折弯部分，实现定量用通道在阀体内迂回布置，使阀体结构紧凑和在有限阀体内满足定量用通道的容量。

作为本发明所述气相色谱检测系统的进一步改进，所述定量用通道用于与色谱柱连通的色谱柱连通口位于定量用通道的一端，定量用通道用于与载气气源连通的载气入口位于定量用通道的另一端。

有益效果：将用于与载气气源连通的载气入口和用于与色谱柱连通的色谱柱连通口设置在定量用通道的两端，有利于定量用通道中的气体抽取或推送。

作为本发明所述气相色谱检测系统的进一步改进，所述气体通道还包括供定量用通道中的气体排出的排气通道和用于与载气气源连接的载气通道，排气通道连接在定量用通道的两端部之间，载气通道上设置有第一载气出口和第二载气出口，第一、第二载气出口与定量用通道之间均设有相应的控制阀。

有益效果：将排气通道设置在定量用通道的两端部之间，在排气时有利于对定量用通道内气压的控制；在载气通道上设置有第一载气出口和第二载气出口，通过第一载气出口和第二载气出口向定量用通道内注入载气。

作为本发明所述气相色谱检测系统的进一步改进，所述定量用通道为l形，包括横向部分和纵向部分，所述横向、纵向部分的交接处形成所述折弯部分。

有益效果：定量用通道形状为l形，使阀体结构紧凑和有效增大定量用通道的容积。

作为本发明所述气相色谱检测系统的进一步改进，所述定量用通道由阀体内的沿水平方向设置的盲孔形成。

有益效果：在阀体内开设盲孔，将盲孔作为定量用通道，结构简单，加工简便。

作为本发明所述气相色谱检测系统的进一步改进，所述气体通道由阀体内的沿水平方向设置的盲孔形成。

有益效果：在阀体内开设盲孔，将盲孔作为气体通道，结构简单，加工简便。

作为本发明所述气体定量进样装置的进一步改进，所述定量用通道以及气体通道的用于与控制阀连接的连接口分别设置在阀体的板面上。

有益效果：将定量用通道以及气体通道的用于与控制阀连接的连接口分别设置在阀体的板面上，便于连接口的开设。

附图说明

图1为本发明气体定量进样装置的实施例1的阀体内部通道结构示意图；虚线表示用于与控制阀连接两孔是成对设置；

图2为本发明气体定量进样装置的实施例1的主视图；

图3为本发明气体定量进样装置的实施例1的左视图；

图4为本发明气体定量进样装置的实施例1的右视图；

图5为本发明气体定量进样装置的实施例1的俯视图；

图6为本发明气体定量进样装置的实施例1的工作原理图；

图中：1-阀体，21-第一载气通道，22-色谱柱通道，23-抽真空通道，24-样品气体进口通道，25-排气通道，26-横向部分，27-纵向部分，28-第二载气通道，31-载气进气口，32-色谱柱口，33-抽真空口，34-样品气体进口，35-排气口，36-气体压力传感器连接口，41-载气总阀，42-切换阀，43-真空阀，44-进样阀，45-排气阀，46-吹扫阀，47-载气阀，5-真空泵，61-定量气体出口，62-定量气体进口。

具体实施方式

本发明的气体定量进样装置的实施例1的结构如图2、图3、图4和图5所示，该装置包括作为装置主体的阀体1和设置在阀体1内的气体通道，气体通道由阀体1内的沿水平方向设置的盲孔形成；气体通道包括定量气体进口62和定量气体出口61，在阀体1内设有用于连通定量气体进口62和定量气体出口61的通道，通道形成用于容纳样品气体的定量用通道，其中，定量用通道由阀体1内沿水平方向设置的盲孔形成，定量气体进口62和定量气体出口61是加工定量用通道形成工艺孔，采用螺纹堵头进行密封封堵；在本实施例中将定量用通道内的样品气体的气压控制在1个大气压，实现对样品气体定量。气体通道还包括纵向布置的色谱柱口32、抽真空口33、样品气体进口34和排气口35。

定量用通道为l形，包括横向部分26和纵向部分27，横向部分26与纵向部分27的交接处形成折弯部分；在其它实施例中，当阀体1空间足够大时，可以不设置折弯部分；设有用于横向部分26与色谱柱口32、抽真空口33、样品气体进口34和排气口35分别连接的色谱柱通道22、抽真空通道23、样品气体进口通道24和排气通道25。色谱柱通道22、抽真空通道23、样品气体进口通道24和排气通道25均由阀体1内沿水平方向设置的盲孔形成，在各通道上设置有控制该通道通断的控制阀，设置在色谱柱通道22上用于控制色谱柱口32与横向部分26连通或断开的控制阀为切换阀42,设置在抽真空通道23上用于控制抽真空口33与横向部分26连通或断开的控制阀为真空阀43，设置在样品气体进口通道24上用于控制样品气体进口34与横向部分26连通或断开的控制阀为进样阀44，设置在排气通道25上用于控制排气口35与横向部分26连通或断开的控制阀为排气阀45，具体如图1、图2所示。在定量用通道的两端对应设置有用于与第二载气通道28连接的载气入口和供定量用通道中的气体排出的排气通道25，排气通道25连接在定量用通道的两端部之间。

气体通道还包括与载气气源连接的载气通道，载气通道由沿横向水平方向设置的阀体1内的盲孔形成，载气通道分为第一载气通道21和第二载气通道28；将加工第一载气通道21形成的工艺孔设置为载气进气口31，将加工第二载气通道28形成的工艺孔，采用螺纹堵头进行密封封堵；定量用通道以及气体通道的用于与控制阀连接的连接口分别设置在阀体的板面上。第一载气通道21与第二载气通道28之间设有用于控制第一载气通道21与第二载气通道28连通或断开的控制阀，该控制阀为载气总阀41。在第二载气通道28上设置有第一载气出口和第二载气出口，第二载气出口与定量用通道相连接，第一载气出口与定量用通道上的载气入口连通，在第一载气出口与载气入口之间设有控制阀，该控制阀为载气阀47；第二载气出口与色谱柱通道22之间连通且在两者之间的通道上设置有控制阀，该控制阀为吹扫阀46。在本实施例中所有的控制阀具体均为电磁阀，电磁阀的进气口、出气口设置在阀体1的板面上，电磁阀的进气口、出气口的连通或断开均由气相色谱控制模块控制。

使用过程：载气吹扫色谱柱操作使用时，原理如图6所示，将载气进气口31连接在载气气源上，将气体压力传感器与对应的气体压力传感器连接口36相连接，将高电平控制信号接入载气总阀41和吹扫阀46，使载气总阀41和吹扫阀46的进气口和出气口处于连通状态；其余的电磁阀接入低电平控制信号，使其进气口和出气口处于不连通状态；载气依次经过第一载气通道21、第二载气通道28、色谱柱通道22和色谱柱口32流入色谱柱中，完成载气吹扫。

载气吹扫定量用通道操作使用时，将载气进气口31连接在载气气源上，将高电平控制信号接入载气总阀41、切换阀42、排气阀45、吹扫阀46和载气阀47，使其进气口和出气口处于连通状态；将低电平控制信号接入其余的电磁阀，使其进气口和出气口处于不连通状态；载气流经第一载气通道21和载气总阀41，进入第二载气通道28后，气路分为两路。一路载气依次经过吹扫阀46、色谱柱通道22、切换阀42、横向部分26、排气阀45、排气通道25和排气口35流出阀体1；另一路载气依次经过载气阀47、纵向部分27、横向部分26、排气阀45、排气通道25和排气口35流出阀体1。通过两路气体的吹扫从而实现将定量用通道内的残余样品气体排尽。

定量用通道预抽真空操作使用时，将高电平控制信号接入真空阀43和进样阀44，使真空阀43和进样阀44的进气口与出气口处于连通状态；将低电平控制信号接入其余的电磁阀，使进气口与出气口处于断开状态；将抽真空口33接入真空泵5，开启真空泵5，对横向部分26、纵向部分27、抽真空通道23、样品气体进口通道24和样品气体进口34进行预抽真空操作，阀体1的定量用通道内的真空压力小于-90kpa时关闭真空泵5和真空阀43和进样阀44，完成定量用通道预抽真空操作，即集气操作准备工作；在其他实施例中抽真空口33可直接与工厂提供的负压源连接。

集气进样操作使用时，将高电平控制信号接入进样阀44，使进样阀44的进气口与出气口处于连通状态；将低电平控制信号接入其余的电磁阀，使进气口与出气口处于断开状态；通过进样活塞将样品气体压入样品气体进口34中。在定量用通道的负压与进样活塞推压的共同作用下，样品气体依次流入样品气体进口34、样品气体进口通道24、进样阀44进入定量用通道的横向部分26和纵向部分27中；将进样阀44接入低电平控制信号中，进样阀44的进气口和出气口处于不连通状态，完成单次集气；若单次集气后定量用通道内气压偏低时，可重复上述集气操作，直至定量用通道的横向部分26和纵向部分27内存储的样品气体体积满足气相色谱分析需要。

定量进样操作使用时，将高电平控制信号接入排气阀45，使排气阀45的进气口和出气口处于连通状态；将低电平控制信号接入其余的电磁阀，使进气口与出气口处于断开状态；定量用通道的横向部分26和纵向部分27内超过气相色谱分析需要的样品气体，经过排气阀45、排气通道25和排气口35排出，将多余的样品气体排入空气中，使定量用通道内的压力处于规定压力值(1个大气压)；排气阀45的连通时间可通过气相色谱控制模块进行精确控制，当排气阀45接入低电平控制信号，排气阀45的进气口和出气口处于不连通状态后，完成样品气体的定量对空操作。将载气进气口31连接在载气气源上，高电平控制信号接入载气总阀41、切换阀42和载气阀47后，载气总阀41、切换阀42和载气阀47的进气口与出气口处于连通状态；低电平控制信号接入其余电磁阀，使进气口与出气口处于断开状态，载气依次流经第一载气通道21、载气总阀41、第二载气通道28、载气阀47、纵向部分27、横向部分26、切换阀42、色谱柱通道22和色谱柱口32进入色谱柱中，从而将储存于定量用通道的纵向部分27、横向部分26内的样品气体在载气气流的推动作用下匀速流入色谱柱中。当储存于定量用通道的纵向部分27、横向部分26内的样品气体全部进入色谱柱后，迅速将低电平控制信号接入切换阀42和载气阀47，高电平控制信号接入吹扫阀46，载气流向恢复为前述载气吹扫色谱柱操作使用时的状态，定量进样操作完成。

本发明的气体定量进样装置的实施例2，与实施例1的区别在于：载气通道设置在定量用通道的一端，载气通道上的载气出口通过控制阀与定量用通道的载气入口相连接；在定量用通道的另一端设置有用于与排气通道连接的出气口。

本发明的气体定量进样装置的实施例3，与实施例1的区别在于：在满足使用要求的情况下，定量用通道在阀体上采用迂回布置；定量用通道的具体形状可为蛇形、u形等形状。

本发明的气体定量进样装置的实施例4，与实施例1的区别在于：在阀板上未设置抽真空通道，定量用通道内样品气体是通过采用样品气体置换方式进入定量用通道内。

本发明的气相色谱检测系统的实施例，该系统包括气体定量进样装置和气相色谱检测仪，气体定量进样装置包括阀体和设置在阀体内的气体通道，气体通道包括定量气体进口和定量气体出口，气相色谱检测系统还包括分别与对应的气体通道连通的色谱柱及真空泵，气相色谱检测系统的气体定量进样装置与上述气体定量进样装置的实施例相同，不再赘述。