护。
[0027]气路控制单元是在载气(即高纯氦气)进入机箱后，接一高精度的固体过滤器206，后面接一个不锈钢隔膜稳压阀(即载气稳压阀207)，再接一个氦气纯化器208构成，提供高纯度载气给分离单元。安装位置位于机箱后面板位置，确保载气压力和流量的稳定。
[0028]取样单元为取样和自动进样单元，由定体积采样管202、流量计和带吹扫十通阀构成。样品气进入机箱后通过不锈钢管道连接到带吹扫十通阀207上，进样的样品气体积取决于装在带吹扫十通阀上的定体积采样管202。样品气进入分离单元时，保证切换时无空气渗漏而影响分析系统。
[0029]电路控制单元为温控电路、信号放大电路和检测器脉冲高压电路。各电路所在的电路控制板108位于所述机箱的右侧部分，采用合理的布局和高质量的电器元件使电路部分更加稳定，确保仪器的长时间运行。
[0030]根据附图2，分离单元由3个带吹扫隔膜阀和四根色谱柱组成。3个带吹扫隔膜阀的其中I个即为取样单元的带吹扫十通阀，另2个为带吹扫四通阀。采用三阀四柱切换流程，运用前切、后切、中心切割手段完成组分的全分离。
[0031]以分析高纯氮气为例，O过程如下:高纯氮样品气通过定体积采样管202、带吹扫十通阀203切换，定体积采样管202中的样品气在第一载气的带动下进入第一高分子聚合物色谱柱201预分离，预分离出N2主峰和CO 2，当主峰完全进入第一 5A分子筛色谱柱204，而0)2还在第一高分子聚合物色谱柱201时，切换带吹扫十通阀203让剩余组分进入第二高分子聚合物色谱柱209再次分离，进入第一分子筛色谱柱204中的样品气再次分离，4最先流出，进入脉冲氦离子化检测器102检测，再是02+Ar流出进脉冲氦离子化检测器102检测，02+Ar完全流出后切换第一带吹扫四通阀212，让主组分N2放空，当014出来之前转动第一带吹扫四通阀212让剩余的N2、CH4、C0进入第二 5A分子筛色谱柱211再次分离，因为N2为主组分，含量非常大，所以从第一 5A分子筛色谱柱204中出来的CH4XO在主峰N2的拖尾上，必须再次进行分离，剩余的N2、CH4, CO经过第二 5A分子筛色谱柱211分离出来的队通过切换第二带吹扫四通阀210来选择放空或进脉冲氦离子化检测器102检测，通过调整各载气流速使第二高分子聚合物色谱柱209中分离出的0)2在02+Ar出完后进脉冲氦离子化检测器102检测。
[0032]本实用新型对于不同气体进行分析时，分析的流程不变，只是三个阀的切换时间不同。
[0033]根据附图3，本实用新型的检测单元为脉冲氦离子化检测器，包括放电部分、与放大器相连的信号收集部分和色谱柱接口 304。放电部分为置于脉冲氦离子化检测器池体上座308中的脉冲放电电极302，信号收集部分和色谱柱接口依次置于脉冲氦离子化检测器池体下座309中，色谱柱接口 304旁还设有加热棒和铂电阻310。脉冲放电部分为由两个位置相对的脉冲放电电极302和一个透光管307组成的脉冲放电部分。信号收集部分由位置相对的偏转电极306和收集极303构成，且位于透光管307的下方。脉冲氦离子化检测器池体上座与脉冲氦离子化检测器池体下座通过密封层相连。透光管307的两端位于脉冲放电电极302和收集极303之间。脉冲放电电极302的电极为0.2?0.5mm的白金丝，其间距为0.8?1.2mm。透光管307为无色蓝宝石透光管。尾气出口 305位于偏转电极306的下端。
[0034]一路氦载气从放电气入口 301处进入脉冲氦离子化检测器池体，在脉冲放电电极302产生的高压电场激发跃迀至基态，形成连续的高能辐射光，这个能量可以电离除氖外的所有物质，色谱柱接在色谱柱接口 304，当从色谱柱流出的组分被电离，在偏转电极306的作用下形成离子流，被收集极303收集放大产生信号。
[0035]本实用新型的数据处理单元为嵌入式工控电脑和数据上传模块。数据处理单元为安装在气相色谱仪的前面板上的嵌入式工控电脑，采用触摸屏操作方式对人机交互界面进行操作，上面安装有色谱工作站，工控电脑和色谱仪采用数据线连接，通过色谱工作站实现对色谱仪的控制，并可完成对谱图信号的采集记录、结果计算和数据保存。数据上传模块将计算结果通过4-20mA或者ModBus通讯协议上传至上位机。
[0036]打开色谱仪电源，嵌入式工控电脑启动后自动打开色谱工作站软件，色谱仪自动检测气体输入数据是否正常，正常就自动启动加热程序，如不正常则向上位机发出报警信号。色谱仪分析时自动采集信号并记录，等分析结束，对谱图进行后处理计算，计算结果直接显示在主界面，同时数据上传模块通过4-20mA或者ModBus通讯协议向上位机传输。本实用新型的气相色谱仪具备自检功能，出现故障能及时上传故障信息，避免因故障造成数据错误或者带来更大的损失。
【主权项】
1.一种生产现场气体分析用气相色谱仪，包括取样单元、气路控制单元、电路控制单元、分离单元、检测单元和数据处理单元，其特征在于:所述的取样单元为取样和自动进样单元，由定体积采样管、流量计和带吹扫十通阀构成，样品气进入分离单元时，保证切换时无空气渗漏而影响分析系统；所述的气路控制单元由固体过滤器、不锈钢隔膜稳压阀和氦气纯化器构成，提供高纯度载气给分离单元；所述的电路控制单元为温控电路、信号放大电路和检测器脉冲高压电路；所述的分离单元设有3个带吹扫隔膜阀，其中I个为所述取样单元中的带吹扫十通阀，另2个为带吹扫四通阀，采用三阀四柱切换流程，运用前切、后切、中心切割手段完成组分的全分离；所述的检测单元为脉冲氦离子化检测器；所述的数据处理单元为嵌入式工控电脑和数据上传模块。
2.根据权利要求1所述的一种生产现场气体分析用气相色谱仪，其特征在于:所述的分离单元由3个带吹扫隔膜阀和四根色谱柱组成；分析高纯氮气时过程如下:高纯氮样品气通过定体积采样管、带吹扫十通阀(203)切换，定体积采样管中的样品气在第一载气的带动下进入第一高分子聚合物色谱柱(201)预分离，预分离出N2主峰和C02，当主峰完全进入第一 5A分子筛色谱柱(204)，而0)2还在第一高分子聚合物色谱柱(201)时，切换带吹扫十通阀(203)让剩余组分进入第二高分子聚合物色谱柱(209)再次分离，进入第一分子筛色谱柱(204)中的样品气再次分离，4最先流出，进入脉冲氦离子化检测器(102)检测，再是02+Ar流出进脉冲氦离子化检测器(102)检测，02+Ar完全流出后切换第一带吹扫四通阀(212)，让主组分N2放空，当CH4出来之前转动第一带吹扫四通阀(212)让剩余的N 2、CH4、CO进入第二 5A分子筛色谱柱(211)再次分离，因为队为主组分，含量非常大，所以从第一 5A分子筛色谱柱(204)中出来的CH4、CO在主峰队的拖尾上，必须再次进行分离，剩余的N 2、CH4, CO经过第二 5A分子筛色谱柱(211)分离出来的N2通过切换第二带吹扫四通阀(210)来选择放空或进脉冲氦离子化检测器(102)检测，通过调整各载气流速使第二高分子聚合物色谱柱(209)中分离出的0)2在02+Ar出完后进脉冲氦离子化检测器(102)检测。
3.根据权利要求1所述的一种生产现场气体分析用气相色谱仪，其特征在于:所述的检测单元为脉冲氦离子化检测器，包括放电部分、与放大器相连的信号收集部分和色谱柱接口，所述的放电部分为置于检测器池体上座中的脉冲放电电极，所述的信号收集部分和色谱柱接口依次置于脉冲氦离子化检测器池体下座中，所述的色谱柱接口旁还设有加热棒和钼电阻。
4.根据权利要求1所述的一种生产现场气体分析用气相色谱仪，其特征在于:所述的数据处理单元为安装在气相色谱仪的前面板上的嵌入式工控电脑，采用触摸屏操作方式对人机交互界面进行操作，上面安装有工作站，通过工作站实现对色谱仪的控制，并且完成对谱图信号的采集记录、结果计算，计算结果可通过4-20mA或者ModBus通讯协议上传至上位机。
【专利摘要】本实用新型为一种生产现场气体分析用气相色谱仪，包括取样单元、气路控制单元、电路控制单元、分离单元、检测单元和数据处理单元，其特征在于：取样单元为取样和自动进样单元，由定体积采样管、流量计和带吹扫十通阀构成；气路控制单元由固体过滤器、不锈钢隔膜稳压阀和氦气纯化器构成，提供高纯度载气给分离单元；电路控制单元为温控电路、信号放大电路和检测器脉冲高压电路；分离单元设有3个带吹扫隔膜阀，其中1个为所述取样单元中的带吹扫十通阀，另2个为带吹扫四通阀，采用三阀四柱切换流程完成组分的全分离；检测单元为脉冲氦离子化检测器；数据处理单元为嵌入式工控电脑和数据上传模块。本实用新型检测灵敏度高，稳定性好，可操控性强。
【IPC分类】G01N30-88, G01N30-20, G01N30-34
【公开号】CN204556582
【申请号】CN201520246254
【发明人】杨康, 方华
【申请人】上海华爱色谱分析技术有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月22日