一种用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统及方法与流程

本发明涉及设备气体泄漏检测，尤其是涉及一种用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统及方法。

背景技术：

1、目前氢气中杂质的种类及其浓度含量由氢气制备原料、工艺方法、提纯技术、运输方式、加注设备和工艺、操作规范性多方面因素共同决定。为保证质子交换膜燃料电池车长时间高效运转，fcv用氢气的质量标准对氢气的纯度和杂质限值均做出了相应规定。这些标准都对氢气纯度进行了严格的规范，杂质含量一般在10-6级，硫化物、卤化物要求在10-9级。这些杂质种类多、含量低，对检测设备以及检测手段要求更高。

2、以氢气为平衡气，检测其痕量杂质，需要所用检测样品测定处于完好无损状态，因此，有必要对氢气质量检测装备系统进行系统化泄漏核定，以防止所检测样品泄漏对痕量杂质测定结果产生干扰，更重要的是防治氢气泄漏带来的安全威胁。另外基于氢气中痕量杂质获得低浓度浓度校准曲线是保证质量结果测定的准确性的前提，当前标准样品浓度远高于所需目标浓度，因此有效获得低浓度目标气体是保证检测数据准确性关键。

3、鉴于此，有必要提出一种用于痕量测试气体检测设备检漏校准控制系统及方法，将痕量气体测试设备检漏和获取目标浓度气体获取一体化以克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统及方法，将痕量气体测试设备的检漏和获取目标浓度气体一体化，实现对痕量杂质检测系统检漏以及标准气体低浓度获取。

2、根据本发明的一个目的，本发明提供一种用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统，包括气体管路检漏模块、稀释仪能力验证模块、标准样品目标浓度获取模块以及样品测试模块；

3、所述气体管路检漏模块由稀释气体瓶罐、纯化装置、电子压力控制器、三路选样阀、气体出口、测试单元、进样口、第二二路选样阀、四路选样阀和检漏仪依次连接组成；

4、所述稀释仪能力验证模块由所述稀释气体瓶罐、氮示踪气罐、稀释仪、所述四路选样阀和所述检漏仪依次连接组成；

5、所述标准样品目标浓度获取模块由标准样品气瓶罐、所述稀释气体瓶罐、所述稀释仪、所述三路选样阀、所述气体出口和所述测试单元依次连接组成；

6、所述样品测试模块由取样点、取样系统和所述测试单元组成，完成对气体样品的测定。

7、进一步地，所述检漏仪的尾部连通气路排空装置。

8、进一步地，所述稀释气体瓶罐与所述纯化装置之间连接有第三减压阀。

9、进一步地，所述氮示踪气罐与所述稀释仪之间依次连接有第二减压阀和第一二路选样阀。

10、进一步地，所述标准样品气瓶罐与所述稀释仪之间气体依次经过第一减压阀和所述第一二路选样阀。

11、进一步地，还包括气体静态吹扫模块，所述气体静态吹扫模块由所述三路选样阀、所述气体出口、所述测试单元、所述进样口、所述第二二路选样阀和真空泵依次连接构成。

12、进一步地，所述稀释气体瓶罐中的稀释气是氩气。

13、进一步地，所述检漏仪为检氮仪，所述氮示踪气罐中的示踪气体是100μmol/mol氮气。

14、进一步地，所述标准样品目标浓度获取模块的整个检测支路管线以及第一减压阀进行钝化处理，所述样品测试模块整个支路进行钝化处理。

15、根据本发明的另一个目的，本发明提供一种用于痕量测试气体检测设备的检漏校准方法，包括如下步骤：

16、s1，在系统检漏前，进行静态吹扫

17、将测试单元接入气体静态吹扫模块，通过将三路选样阀选择封闭端，测试单元出口接入第二二路选样阀，第二二路选样阀选择与真空泵连通，通过真空泵工作，抽滤管路系统以及测试单元内部残留的气体，完成整个抽滤之后关闭真空泵；

18、s2，进行测试单元的检漏过程

19、将稀释气体瓶罐接入接入三路选样阀中，再依次与气体出口、测试单元、进样口、第二二路选样阀、四路选样阀和检漏仪连通，将稀释气体瓶罐与三路选样阀所接支路上的第三减压阀、纯化装置、电子压力控制器处于工作的状态；从检漏仪观测整个管路系统氮气现存情况，以及其氮气随时间的波动变化情况，确定整个系统是否存在环境中的氮气渗透或者各接口处是否存在不平整情况，而造成的气体泄漏情况；

20、s3，确定测试单元不存在泄漏情况下，开始对稀释仪稀释能力验证通过确切的示踪气体浓度100μmol/mol进行一定浓度稀释，将稀释气体瓶罐以及带有氩中氮示踪气罐分别接入稀释仪的对应入口，进行其浓度混合后接入四路选样阀后进行检漏仪测定，打开稀释气体瓶罐和氩中氮示踪气罐的旋钮，调节第二减压阀和第二减压阀的开度；通过对其浓度测定，确定稀释仪混合浓度的均匀性；同时对流量较小的示踪气体的流量测定，确定稀释仪对流量控制的准确性，完成测定后先拧紧稀释气体瓶罐和氩中氮示踪气罐的旋钮，后卸掉第二减压阀和第二减压阀的压力；

21、s4，完成稀释仪能力验证之后，进行标准样品目标浓度获取建立其校准曲线：

22、通过将标准样品气瓶罐内一定浓度标准气体与稀释气体瓶罐中的稀释气体分别接入稀释仪，将气体依次接入三路选样阀、气体出口、和测试单元，然后打开标准样品气瓶罐和稀释气体瓶罐的旋钮，调节第一减压阀和第三减压阀开度，实现对标准气体目标浓度获得以及测定，完成目标浓度测定后，拧紧标准样品气瓶罐和稀释气体瓶罐的旋钮，后卸掉第一减压阀和第三减压阀的压力，通过已测定的浓度建立其对应的校准曲线。

23、本发明的技术方案将痕量气体测试设备的检漏和获取目标浓度气体一体化，实现对痕量杂质检测系统检漏以及标准气体低浓度获取。有效解决痕量气体检测设备校准难以及痕量低浓度的标准气体难获得问题，将其一体化，实现对痕量测试气体检测设备检漏校准控制。

技术特征：

1.一种用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统，其特征在于，包括气体管路检漏模块、稀释仪能力验证模块、标准样品目标浓度获取模块以及样品测试模块；

2.根据权利要求1所述的用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统，其特征在于，所述检漏仪的尾部连通气路排空装置。

3.根据权利要求1所述的用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统，其特征在于，所述稀释气体瓶罐与所述纯化装置之间连接有第三减压阀。

4.根据权利要求1所述的用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统，其特征在于，所述氮示踪气罐与所述稀释仪之间依次连接有第二减压阀和第一二路选样阀。

5.根据权利要求4所述的用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统，其特征在于，所述标准样品气瓶罐与所述稀释仪之间设有第一减压阀和所述第一二路选样阀。

6.根据权利要求1所述的用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统，其特征在于，还包括气体静态吹扫模块，所述气体静态吹扫模块由所述三路选样阀、所述气体出口、所述测试单元、所述进样口、所述第二二路选样阀和真空泵依次连接构成。

7.根据权利要求1所述的用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统，其特征在于，所述稀释气体瓶罐中的稀释气是氩气。

8.根据权利要求1所述的用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统，其特征在于，所述检漏仪为检氮仪，所述氮示踪气罐中的示踪气体是100μmol/mol氮气。

9.根据权利要求8所述的用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统，其特征在于，所述标准样品目标浓度获取模块的整个检测支路管线以及第一减压阀进行钝化处理，所述样品测试模块的整个支路进行钝化处理。

10.一种用于痕量测试气体检测设备的检漏校准方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种用于痕量测试气体检测设备的检漏校准系统及方法，包括气体管路检漏模块、稀释仪能力验证模块、标准样品目标浓度获取模块以及样品测试模块；气体管路检漏模块由稀释气体瓶罐、三路选样阀、测试单元、进样口、第二二路选样阀、四路选样阀和检漏仪连接组成；稀释仪能力验证模块由稀释气体瓶罐、氮示踪气罐、稀释仪、四路选样阀和检漏仪连接组成；标准样品目标浓度获取模块由标准样品气瓶罐、稀释气体瓶罐、稀释仪、三路选样阀、气体出口和测试单元依次连接组成；样品测试模块由取样点、取样系统和测试单元组成。本发明将痕量气体测试设备的检漏和获取目标浓度气体一体化，实现对痕量杂质检测系统检漏以及标准气体低浓度获取。

技术研发人员：刘玮,万燕鸣,陈洪艳,刘聪敏,朱玮郁,杜玉琦,刘安东,王雪颖
受保护的技术使用者：北京国氢中联氢能科技研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14