专利名称：煤矿专用气相色谱仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气相色谱仪，特别是一种检测煤矿矿井空气的专用仪器。
目前，石油、化工、农药、医药卫生、冶金工业等部门检验产品质量所用的色谱仪，多属于单一气体的检测，即每种检测器只能检验单一气体或少数几种气体。如测多种气体必须更换检测器。例SP－501N气相色谱仪用来检测煤矿井下空气成份时只能检测二种气体，因为氢焰检测器只能分析矿井空气中的甲烷气体，热导池检测器只能分析氧气，这两种检测器不能同时并用，而更换检测器的时间一次约24小时之久。SP－2307型气相色谱仪，由于热导、氢焰检测器进样都经过热导池测量臂，致使热导基线零点不稳定、噪音增大。
本实用新型的目的是研制一种能够一次进样分析煤矿井下五种气体成分O2、N2、CO、CH4、CO2的气相色谱仪。
本实用新型的解决方案是这样实现的在氢焰检测器(18)和色谱柱室(13)之间另设一独立的空间，在此空间内放置一转化炉(17)。转化炉(17)包括转化柱、转化炉炉体和恒温控制器。在氢焰检测器进样伐(16)和转化炉(17)之间串有碳分子筛色谱柱(15)，试样CO、CO2和CH4气体从氢焰检测器进样伐(16)进样，经碳分子筛(15)，转化炉(17)，氢焰检测器(18)后输出并记录。在热导池进样伐(11)和热导池检测器(10)之间串有5A分子筛色谱柱(14)，氧气和氮气从热导池进样伐(11)进样，经5A分子筛色谱柱(14)，热导池检测器(10)检测后输出并记录。色谱柱室内还有一风扇，以使柱室温度均匀。
为了在氢焰检测器和热导池检测器同时并用时，用一块毫伏计能随时观测各自的温度，为此用一只转换开关来实现。转化炉的耐火材料陶土，铝钒土，耐火砖粉末等取泥状，这样耐火材料和电炉丝之间没有任何间隙，电炉丝不接触空气，因此不氧化，延长电炉丝的使用寿命。离子头至检测器外壳之间的连线加屏蔽，其内层为瓷管，外层用铜皮接地，以抗电场干扰，减少噪音，达到稳定基线的目的。
本实用新型所能达到的效果如下1、能一次分析煤矿井下五种气体组分O2、N2、CO、CH4、CO2。
2、各组分的保留时间短热导池检测器O2为1分，N2为1分10秒。
氢焰检测器CO为1分另5秒；CH4为2分42秒；CO2为6分另2秒。
3、分析周期快一个空气试样包括五种成分其分析时间为15分钟。
4、分析精度高
CO的最小检知量为0.5PPm。
CO2的最小检知量为1.5PPm。
CH4的最小检知量为0.6PPm。
O2的最小检知量为0.15％。
N2的最小检知量为0.36％。
5、稳定性能好氢焰检测器一小时其基线漂移小于0.5mv。
热导池检测器一小时其基线漂移小于0.2mv。
图1为本实用新型的外型图。
图2为本实用新型的气路流程图。
图2中1－载气钢瓶(H2)2－辅助气钢瓶(N2)3－助燃气钢瓶(空气)4－减压器5－净化器(变色硅胶)6－稳压伐7－稳流伐8－压力表
9－转子流量计10－热导池检测器11－热导池检测器进样伐12－碱石灰柱(吸收CO2)13－色谱柱室14－5A分子筛色谱柱15－碳分子筛色谱柱16－氢焰检测器进样伐17－转化炉18－氢焰检测器下面对照附图作进一步描述一、检测O2和N2的气路载气H2自高压钢瓶(1)经减压器(4)减压，通过净化器(5)除去水分和有机杂质导入色谱仪，在色谱仪内先由稳压伐(6)将载气压力稳定，特别要保持伐出口压力恒定，这样稳流伐(7)在进口压力恒定的情况下，不论出口处气阻如何变化，都能确保流速恒定。气体流量的选择，主要是通过稳流伐(7)调节，但稳流伐(7)的工作条件必须是输入恒定压力，所以在气路中稳流伐(7)应接在稳压伐(6)之后。载气流速的选择，也由稳流伐(7)调节，转子流量计(9)可指示气体流量，压力表(8)可以显示柱前压力。
氧气和氮气的检测，试样用注射器或采样球胆注入热导池检测器进样伐(11)，经碱石灰柱(12)将试样中的CO2吸附(以保护5A分子筛)，进入5A分子筛色谱柱(14)，之后经热导池检测器(10)转变成电信号，再经热导池控制器输出至记录笔描绘成曲线色谱峰，根据色谱峰的曲线峰值计算出样品中各组分的含量。
5A分子筛色谱柱(14)和碳分子筛色谱柱(15)同放在色谱柱室(13)内，该柱室为色谱柱提供的环境温度为80℃，为使柱室温度均匀其内装有风扇，带动风扇的电机固定在一托盘上，并用橡胶管支撑以便减震。
热导池检测器(10)的测量线路是由四个阻值相同的热敏元件组成的惠斯顿电桥，热敏元件放在热导池池体的四个腔孔中，池体置于恒温的环境中，当只有载气通过时，由于池温和载气流速是恒定的，电桥处于平衡状态，无信号输出，当试样组分通过测量臂时，由于试样组分的热导系数和纯载气的热导系数不同，则热导带走的热量就不同，从而引起热敏元件的温度和阻值变化，使电桥失去平衡，有信号输出，由记录笔记录下来，形成色谱峰。
二、检测CO、CH4、CO2的气路氢焰检测器(18)除载气外，还有辅助气N2和助燃气空气，N2自高压钢瓶(2)经减压器(4)减压，通过净化器(5)，稳压伐(6)，压力表(8)进入氢焰检测器(18)。助燃气空气自高压钢瓶(3)经减压器(4)，净化器(5)，稳压伐(6)，压力表(8)进入氢焰检测器(18)。
CO、CO2、CH4试样用注射器或采样球胆注入氢焰检测器进样伐(16)，通过碳分子筛色谱柱(15)，转化炉(17)，进入氢焰检测器(18)，输出的电信号经微电流放大器后至记录笔，从而在记录纸上描绘出一组曲线色谱峰，根据色谱峰的曲线峰值计算出样品中各组分的含量。
转化炉(17)共分为三部分1、转化柱内装“镍触媒”催化剂，其作用是在温度360℃的环境下，使镍在氢气中将CO、CO2置换成CH4其反应式为
2、转化炉炉体其作用是为转化柱提供置换反应的360℃的热源。
3、恒温控制器其作用是把转化炉的温度控制在360℃±5℃的范围内。
这样，CO、CO2通过转化炉后均能置换成CH4，氢焰检测器就能与之反应，检测其浓度，达到同时测量CO、CO2、CH4三种气体的目的。
权利要求1.一种由载气钢瓶、色谱柱、检测器组成的气相色谱仪，其特特征在于在氢焰检测器(18)和色谱柱室(13)之间独立的空间内设有转化炉(17)，在氢焰检测器进样阀(16)和转化炉(17)之间串有碳分子筛色谱柱(15)；热导池检测器进样阀(11)和热导池检测器(10)之间串有5A分子筛色谱柱(14)，色谱柱室(13)内装有风扇。
2.根据权利要求1所述的色谱仪，其特征在于在该色谱仪上有一转换开关。
3.根据权利要求2所述的色谱仪，其特征在于转化炉的耐火材料采用陶土、铝凡土、耐火砖粉末取泥状。
4.根据权利要求3所述的色谱仪，其特征在于氢焰离子头引出线加屏蔽，该屏蔽其内层为瓷管，外层用铜皮接地。
专利摘要本实用新型公开了一种煤矿专用色谱仪，其特征在于，在氢焰检测器和色谱柱室之间独立的空间内没有转化炉，氢焰检测器进样阀和转化炉之间串有碳分子筛色谱柱，热导池检测器进样阀和热导池检测器之间串有5A分子筛色谱柱。该色谱仪能一次进样在15分钟内测量出煤矿井下空气中O
文档编号G01N30/02GK2045855SQ8821644
公开日1989年10月11日 申请日期1988年12月28日 优先权日1988年12月28日
发明者王奎君, 刘平, 林明, 翟乃金 申请人:山东淄博矿务局