[發明專利]一種用于多組分氣體在線快速采樣的裝置及其采樣方法

有效

• 申請號: 201410107979.2
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103869093A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 呂俊波;閆霞艷;秦城;郭淑蘭;魏英;宋智蓉;武志剛;趙萍;何勇
• 申請（專利權）人: 四川材料與工藝研究所
• 主分類號: G01N35/10
• 分類號: G01N35/10
• 代理公司: 深圳市合道英聯專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果

技術領域

????本發明涉及一種氣體的在線采樣裝置，具體地說，是涉及一種用于實驗進程短（秒級）、壓力波動大的多組分氣體在線快速采樣的裝置及其采樣方法。

背景技術

目前，為了對實驗進程中氣體組分的變化有更為詳細的了解，需要對各種不同氣體的濃度變化情況進行在線測量。在一些持續時間極短（秒級）或是被測氣體的壓力變化大的實驗中，其對于在線測量的要求十分苛刻。常規的氣體在線取樣方法通常是采用定時間隔取樣的方式，在實驗進程中的不同時間點采集樣氣，獲得一系列測量數據，從而獲悉實驗進程中氣體組分的變化情況。

然而，目前的采樣方式由于受限于間隔取樣的速度，在秒級的時間內，很難獲得足夠多的數據點來滿足在線測量的要求，因此，對于一些實驗進程短且壓力波動大的非穩態多組分氣體來說，現有的采樣手段很難滿足其在線快速采樣和測量的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于多組分氣體在線快速采樣的裝置及其采樣方法，主要解決現有的在線采樣方式難以滿足實驗進程短且壓力波動大的非穩態多組分氣體的在線測量要求的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于多組分氣體在線快速采樣的裝置，包括零死體積三通閥，通過連通管與該零死體積三通閥連通的零死體積六通閥，一端均與所述零死體積三通閥連接的樣氣進氣通道和壓縮氣體通道，一端均與所述零死體積六通閥連接的載氣通道和樣氣出氣通道，以及兩端均與所述零死體積六通閥連接、用于采集實驗過程氣體的采樣管。

具體地說，所述樣氣進氣通道與零死體積三通閥的第一通道連接，所述壓縮氣體通道與零死體積三通閥的第二通道連接，所述連通管一端與零死體積三通閥的第三通道連接。

具體地說，所述連通管的另一端與零死體積六通閥的第一通道連接，所述載氣通道與零死體積六通閥的第四通道連接，所述樣氣出氣通道與零死體積六通閥的第三通道連接，所述采樣管分別與零死體積六通閥的第二和第五通道連接。

進一步地，本發明還包括設置在所述零死體積六通閥的第六通道中、用于將該第六通道的端口完全密封的堵塞密封件。

作為優選，所述采樣管為外徑1/16inch、內徑0.03inch的內拋光不銹鋼管。

基于上述結構，本發明還提供了該用于多組分氣體在線快速采樣的裝置的采樣方法，包括以下步驟：

S1：將零死體積三通閥的第一和第三通道連通，第二通道單置，同時將零死體積六通閥的第一和第二、第三和第四、第五和第六通道各自連通；

S2：將樣氣經由樣氣進氣通道持續通入到采樣管直至樣氣采集完成；

S3：將零死體積三通閥的第二和第三通道連通，第一通道單置，并將壓縮氣體經由壓縮氣體通道持續通入到采樣管直至壓縮氣體將連通管和采樣管中的樣氣一并壓縮到采樣管中；

S4：將零死體積六通閥的第一和第六、第二和第三、第四和第五通道各自連通；

S5：將載氣經由載氣通道持續通入到采樣管，并將樣氣通過樣氣出氣通道全部被推入到檢測器中進行檢測分析。

進一步地，所述步驟S3中，壓縮氣體比樣氣壓力至少高出0.05MPa。

再進一步地，所述步驟S5中，載氣比樣氣壓力至少高出0.08MPa。

本發明的設計原理在于，在主實驗出口氣路上連接樣氣進氣通道支路，同步采集樣氣，將實驗過程中氣體組分變化的情況暫時“封存”在連通管和采樣管中。待主實驗完成后，利用壓縮氣體將連通管和采樣管中的樣氣壓縮至采樣管中，而后通入載氣，在載氣推動下，采樣管中的樣氣被送入到檢測器中進行檢測分析。在采樣管內徑較小的情況下，由于采樣管內部前后采集氣體混合程度很低，不同位置處氣體的狀態對應于實驗進程中不同時間段氣體的狀態，因此，在獲知了采樣管內不同位置氣體各組分豐度的變化情況下，即可獲得該實驗進程中氣體各組分濃度隨時間的變化曲線，從而實現多組分氣體的在線快速采樣和測量。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

（1）本發明結構簡單，構思巧妙，流程簡潔，操作方便。