[發(fā)明專利]氨分壓檢測儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910068822.2
• 申請日: 2009-05-13
• 公開（公告）號: CN101886999A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張元增
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市天瑞硬化工程有限公司
• 主分類號: G01N7/00
• 分類號: G01N7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的氨分壓檢測儀屬于熱處理行業(yè)常用儀器，同時又屬于氣體分析儀器行業(yè)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，可對氣體滲氮爐內(nèi)氣氛進行自動檢測的儀器有工業(yè)氣相色譜儀、紅外線分析器和氫探頭(又稱氫傳感器)。經(jīng)使用后得知工業(yè)氣相色譜儀和紅外線分析器都不適合用于高氨含量的氣氛分析，現(xiàn)在熱處理行業(yè)主要采用氫探頭對爐氣進行自動分析。通過檢測氣氛中的氫含量而計算得知氨含量(氨分壓)，它的數(shù)學(xué)依據(jù)是下列化學(xué)平衡式：2NH₃＝3H₂+N₂。

在現(xiàn)代氣體滲氮工藝中，爐氣成分的調(diào)節(jié)是依據(jù)滲氮指數(shù)進行的，滲氮指數(shù)的表達如下：

Kn=PNH3(PH2)1.5]]>

式中Kn：滲氮指數(shù)，P_NH3：氨分壓，P_H2：氫分壓，(注：在混合氣氫中，每種氣體含量的體積百分數(shù)稱做該氣體的分壓)。

上式對純氨滲氮是適用的，但對于氨+氮、氨+氫的氣體滲氮工藝則不適用了。此外，在氣體滲氮工藝中，最主要的參數(shù)是氨分壓?，F(xiàn)在尚缺少能夠直接并自動化地對氣體滲氮爐內(nèi)氣氛中氨分壓的檢測儀器。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明設(shè)計了一種可對滲氮爐氣中氨分壓自動檢測的儀器即本發(fā)明-氨分壓測定儀。

該發(fā)明的設(shè)計依據(jù)是在常溫常壓條件下，一個體積的水可溶解700個體積的氨(氣態(tài))，本發(fā)明利用氨氣的水溶性特點設(shè)計出一種氨分壓檢測儀，它用等內(nèi)徑的管狀計量器計量，充滿樣品氣的計量管水溶后的液位高與計量管總長之比，表達混合氣體的氨分壓。

該儀器的組成見圖1，主要部件有等內(nèi)徑計量管、樣氣閥、注水閥、水箱、泄流閥、檢測閥、微壓力傳感器(或微壓差傳感器)、微處理機，該儀器可對滲氮爐內(nèi)氣氛中的氨分壓進行周期式的自動檢測。

附圖說明

附圖1：本發(fā)明氨分壓檢測儀的主要組成部件。

附圖2：本發(fā)明氨分壓檢測儀的檢測實例。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖1和附圖2說明該儀器的工作程序和測量結(jié)果。

圖中4支閥門為微型電磁閥，第一步為采樣，此時注水閥，檢測閥關(guān)閉，樣品氣閥與泄流閥開啟，采樣氣體流量≥100c.c/m，爐氣流經(jīng)計量管2-3分鐘；第二步為分析，此時關(guān)閉樣氣閥和泄流閥，然后開啟注水閥，此時計量管內(nèi)的氨氣所占的體積將被水占據(jù)，其余氮氣、氫氣則占據(jù)余下的空間。例如圖2所示；第三步為計量、關(guān)閉注水閥，開啟檢測閥，計量管全高為1000mm，注水后計量管內(nèi)的液位為800mm即表示氨分壓為80％，此時的液位高將以標(biāo)準(zhǔn)信號傳輸給氣氛控制系統(tǒng)(標(biāo)準(zhǔn)信號可任選4-20mA，0-10mA，1-5V)。以上動作周期式的不斷運行就不斷地給出氨分壓的測量值，這一檢測方式的優(yōu)點是測量精度高，因為微壓力傳感器的精度可達0.1級，另外對樣品氣的預(yù)處理要求不高，這種測量方式重復(fù)性好，穩(wěn)定性高，適合在各種工況條件下使用。