碳-14取样系统的制作方法

1.本实用新型属于核电技术领域，具体涉及一种碳-14取样系统。


背景技术：

2.根据行业相关要求，需要在核电站机组运行的过程中，对核电站机组进行严格运行把控。核电机组正常运行过程中仍然会有极少量的放射性物质释放到环境中，其中碳-14是气态贡献较大核素之一，因此对核电厂外围碳-14水平进行长期的监测，对于评价辐射环境状况具有重大意义。
3.相关技术中。空气中碳-14取样装置种类很多，但是稳定性差，时常出现流量不准，只能以bq/g碳的形式给出结果。取样器也经常会出现堵塞报警，实验室人员不能得到信息及时处理，导致取得的碳-14样品不具有代表性。可见，如何增加空气中碳-14取样的稳定性提高取样质量，成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，提供了一种碳-14取样系统。
5.根据本公开实施例的一方面，提供一种碳-14取样系统，所述碳-14取样系统包括：空气泵、气体流量计、数据采集仪、气体处理装置、多个第一容器以及第二容器；
6.所述空气泵与所述气体流量计连接，用于将空气泵入所述气体流量计，所述气体流量计用于检测流入的气体产生气体流量数据，所述数据采集仪与所述气体流量计连接，用于采集所述气体流量计产生的气体流量数据；
7.所述气体处理装置与所述气体流量计连接，用于对流入的气体进行加热催化，使得流入的气体中的碳化合物转化为二氧化碳，并对加热催化后的气体进行冷却；
8.所述多个第一容器依序串联连接，首端的第一容器与所述气体处理装置连接，尾端的第一容器与所述第二容器连接，每个第一容器将输入的气体导入该第一容器存储的碱性溶液进行反应，并将反应后的气体输出至下一个第一容器或第二容器，所述第二容器为空瓶。
9.在一种可能的实现方式中，所述碳-14取样系统还包括：过滤器；
10.所述过滤器与所述空气泵的进气口连接，用于过滤进入所述过滤器的空气中的颗粒物。
11.在一种可能的实现方式中，所述碳-14取样系统还包括：流量调节阀；
12.所述流量调节阀连接在所述空气泵与所述气体流量计之间，用于调节输入所述气体流量计的气体的流量。
13.在一种可能的实现方式中，所述碳-14取样系统还包括：爆破片；
14.所述爆破片连接在所述气体处理装置与首端的第一容器之间，用于在所述气体处理装置输出气体的气压大于预设气压阈值时动作，释放所述碳-14取样系统回路内的压力。
15.在一种可能的实现方式中，所述多个第一容器内的碱性溶液为氢氧化钠溶液。
16.在一种可能的实现方式中，所述多个第一容器中，按照从首端至尾端的顺序各第一容器内的碱性溶液的物质量浓度逐渐递增。
17.在一种可能的实现方式中，按照从首端至尾端的顺序各第一容器内的碱性溶液的物质量浓度以预设递增量递增，所述预设递增量介于0.25-0.75mol/l。
18.在一种可能的实现方式中，位于首端的第一容器内的碱性溶液的物质量浓度介于0.25-0.75mol/l。
19.在一种可能的实现方式中，尾端的第一容器内碱性溶液的体积介于 175-225ml，所述多个第一容器中除尾端的第一容器之外的其他第一容器内碱性溶液的体积介于225-275ml。
20.在一种可能的实现方式中，所述多个第一容器中的碱性溶液为氢氧化钠溶液。
21.本公开的有益效果在于：本公开中，空气泵与气体流量计连接，用于将空气泵入气体流量计，气体流量计用于检测流入的气体产生气体流量数据，数据采集仪与气体流量计连接，用于采集气体流量计产生的气体流量数据；气体处理装置与气体流量计连接，用于对流入的气体进行加热催化，使得流入的气体中的碳化合物转化为二氧化碳，并对加热催化后的气体进行冷却，这样，本公开采用空气泵吹入气体，改变相关技术中吸入气体的方式，采样效率高，气体流量计、数据采集仪安装在前端，实时收集空气采集体积，此外，多个第一容器依序串联连接，首端的第一容器与气体处理装置连接，尾端的第一容器与第二容器连接，每个第一容器将输入的气体导入该第一容器存储的碱性溶液进行反应，并将反应后的气体输出至下一个第一容器或第二容器，第二容器为空瓶，由此形成多级吸收二氧化碳的方式，保障系统采集气体内的二氧化碳充分与碱性溶液反应，从而使得采集试验结果更准确，尾端的第二容器为空瓶，空瓶不添加任何液体，，有效防止第一容器内碱性溶液析出堵塞导管。
附图说明
22.图1是根据一示例性实施例示出的一种碳-14取样系统的示意图。
23.图中：
24.1、空气泵；2、气体流量计；3、气体处理装置；4、第一容器；
25.5、第二容器；10、数据采集仪；11、流量调节阀；12、过滤器；
26.13、爆破片。
具体实施方式
27.下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
28.图1是根据一示例性实施例示出的一种碳-14取样系统的示意图。如图1所示，该碳-14取样系统可以包括：空气泵1、气体流量计2、数据采集仪10、气体处理装置3、多个第一容器4以及第二容器5。
29.本公开中，空气泵1与气体流量计2连接，用于将空气泵1入气体流量计2，气体流量计2用于检测流入的气体产生气体流量数据，数据采集仪10与气体流量计2连接，用于采集气体流量计2产生的气体流量数据，这样，本公开可以实时获取采集的气体流量。
30.气体处理装置3与气体流量计2连接，用于对流入的气体进行加热催化，使得流入
的气体中的碳化合物转化为二氧化碳，并对加热催化后的气体进行冷却；
31.多个第一容器4依序串联连接，首端的第一容器4与气体处理装置3连接，尾端的第一容器4与第二容器5连接，每个第一容器4将输入的气体导入该第一容器4存储的碱性溶液(例如，碱性溶液可以为氢氧化钠溶液等强碱溶液) 进行反应，并将反应后的气体输出至下一个第一容器4或第二容器5，第二容器 5为空瓶。
32.本公开采用空气泵吹入气体，改变相关技术中吸入气体的方式，采样效率高，气体流量计、数据采集仪安装在前端，实时收集空气采集体积，此外，多个第一容器依序串联连接，首端的第一容器与气体处理装置连接，尾端的第一容器与第二容器连接，每个第一容器将输入的气体导入该第一容器存储的碱性溶液进行反应，并将反应后的气体输出至下一个第一容器或第二容器，第二容器为空瓶，由此形成多级吸收二氧化碳的方式，第五级为空吸收瓶，有效防止第一容器内碱性溶液析出堵塞导管。
33.在一种可能的实现方式中，如图1所示，碳-14取样系统还包括：过滤器12，该过滤器12与空气泵1的进气口连接，用于过滤进入过滤器12的空气中的颗粒物。进一步减少碳-14取样系统堵塞的概率。
34.在一种可能的实现方式中，碳-14取样系统还包括：流量调节阀11；流量调节阀11连接在空气泵1与气体流量计2之间，用于调节输入气体流量计2的气体的流量。这样，工程人员可以根据需要调节流入碳-14取样系统的空气流量，更灵活的适应不同的取样需求。
35.在一种可能的实现方式中，碳-14取样系统还包括：爆破片；爆破片13连接在气体处理装置3与首端的第一容器4之间，用于在气体处理装置3输出气体的气压大于预设气压阈值时动作，释放碳-14取样系统回路内的压力。这样，当出现压力异常增大时爆破片启动，保证仪器安全。此时流量会过低，从而发出警报，实验人员会到场处理。
36.在一种可能的实现方式中，多个第一容器中，按照从首端至尾端的顺序各第一容器内的碱性溶液的物质量浓度逐渐递增。例如，按照从首端至尾端的顺序各第一容器内的碱性溶液的物质量浓度以预设递增量递增，预设递增量介于 0.25-0.75mol/l。位于首端的第一容器内的碱性溶液的物质量浓度介于0.25-0.75 mol/l。尾端的第一容器内碱性溶液的体积介于175-225ml，多个第一容器中除尾端的第一容器之外的其他第一容器内碱性溶液的体积介于225-275ml。
37.由于气体在各第一容器中流动的过程中，会将上一个第一容器内的液体携带进入下一个第一容器，导致下一个第一容器内的碱性溶液被稀释，不利于气体内的二氧化碳被充分捕获，本公开通过氢氧化钠浓度由低到高的吸收二氧化碳的方式，大大减缓第一容器内碱性溶液被稀释的速度，有利于气体中的二氧化碳被充分捕获。
38.在一种应用示例中，空气经过滤器进入空气泵，由泵压入流量调节阀和流量显示器；通过流量调节阀控制气体流量计，从而改变气体进入的快慢，防止空气流量过大，导致吸收液飞溅；
39.气体经过气体流量计进入气体处理装置，该装置温度保持在500℃左右，使得空气中所有碳化合物都变为二氧化碳，加热催化后的气体经冷冻后排出；可以设定流量报警值，当流量过低时，数据采集仪通过网络向实验人员发出警报，实验人员可以立刻做出响应并及时处理异常情况；
40.催化后的气体先后经过0.5mol/l 250ml(第一个第一容器)、1.0mol/l 250 ml(第
二个第一容器)、1.5mol/l 250ml(第三个第一容器、2.0mol/l 200ml (第四个第一容器)的氢氧化钠溶液，以保证二氧化碳最大限度的被吸收，沿着气体前进方向前一级到后一级都是在稀释后一级溶液，不会出现氢氧化钠固体析出；第四个第一容器内氢氧化钠溶液体积为200ml，相对较小，受气泡载带的量会降低，即使受气体载带，溶液会被吹到第五级空瓶底，不会堵塞管道，第二容器为空瓶形成一个缓冲地带；
41.当碳-14取样系统内出现压力异常增大时爆破片启动，保证仪器安全，此时流量会过低，从而发出警报，实验人员会到场处理。
42.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。