[發(fā)明專利]高壓微量氣體取樣分析儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510082430.7
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104634621B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳湘安;方欣;安維青;馮雪鋼;鄒積瑞;李丹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24;G01N30/02
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 趙燕力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣體取樣和分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓微量氣體取樣分析儀，尤其適用于高壓條件下微量氣體流動、滲流、擴(kuò)散等實(shí)驗(yàn)中氣體的連續(xù)取樣分析。

背景技術(shù)

隨著微系統(tǒng)、微結(jié)構(gòu)、微器件和納米材料在致密油氣開發(fā)、微電子機(jī)械、航空航天及醫(yī)療等各個領(lǐng)域研究的深入開展，與微尺度效應(yīng)有關(guān)的理論和技術(shù)成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。在微尺度效應(yīng)研究的過程當(dāng)中，尤其是致密油氣開發(fā)過程中的微尺度效應(yīng)研究，高壓下微量氣體的取樣分析成為制約其深入開展的重要因素。

目前，現(xiàn)有的高壓氣體取樣手段主要是定容取樣法和節(jié)流閥取樣法。定容取樣法在取樣時先將取樣針深入到樣品內(nèi)部，再通過高壓活塞泵將樣品抽至高壓容器內(nèi)。節(jié)流閥取樣法先對高壓氣體進(jìn)行減壓至略高于大氣壓，通過控制節(jié)流閥內(nèi)截流口的開度大小來控制氣體通過截流口的阻力和出口壓力。這兩種取樣方法最高可在30兆帕的壓力下進(jìn)行取樣，采樣流量最小為4升/每分鐘。故這兩種方法雖然都能實(shí)現(xiàn)高壓下氣體的取樣，但取樣時需要后續(xù)流體迅速補(bǔ)充，才能維持取樣壓力保持不變。但對于微尺度效應(yīng)研究實(shí)驗(yàn)來說，由于微結(jié)構(gòu)中氣體擴(kuò)散量很小，后續(xù)流體很難補(bǔ)充，所以采樣流量過大會造成壓力的波動，難以實(shí)現(xiàn)壓力的穩(wěn)定控制，而壓力的改變會對氣體性質(zhì)造成極大影響。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種高壓微量氣體取樣分析儀，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高壓微量氣體取樣分析儀，能夠在高壓下提取微量氣體混合物并進(jìn)行分析，該取樣分析儀操作簡單，可使采樣誤差最小，并能夠準(zhǔn)確的測出氣相組成。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高壓微量氣體取樣分析儀，該高壓微量氣體取樣分析儀包括有豎直設(shè)置的第一中間容器和第二中間容器，第一中間容器的頂端通過第一管路與高壓氣體實(shí)驗(yàn)裝置連接，第一中間容器與第二中間容器的頂端之間還連接有第二管路，該第二管路中設(shè)有微管，在微管與第二中間容器之間設(shè)有第一閥門；所述第二中間容器的頂端并聯(lián)設(shè)有抽真空管路和被檢氣體吸入管路，抽真空管路中通過第二閥門連接有一真空泵，被檢氣體吸入管路中通過第三閥門連接有一氣相色譜儀。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述微管的管徑大于等于0.5微米、小于等于100微米；氣體在微管中的流速為納升/每分鐘，由微管控制的高壓氣體實(shí)驗(yàn)裝置中壓力為常壓至80MPa。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述第二中間容器內(nèi)設(shè)有攪拌裝置。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述第一中間容器的底端連接一加壓泵。

由上所述，本發(fā)明的高壓微量氣體取樣分析儀，利用毛管阻力控制壓差的方法進(jìn)行氣體采集，由于泄漏量小，可以完全保證出口壓力的恒定，能夠在高壓下提取微量氣體混合物并進(jìn)行分析；該取樣分析儀操作簡單，可使采樣誤差達(dá)到最小，并能夠準(zhǔn)確的測出氣相組成。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1：為本發(fā)明高壓微量氣體取樣分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2：為本發(fā)明中微管管徑選擇圖版。

具體實(shí)施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明提出一種高壓微量氣體取樣分析儀100，該高壓微量氣體取樣分析儀100包括有豎直設(shè)置的第一中間容器1和第二中間容器2，第一中間容器1的頂端通過第一管路31與高壓氣體實(shí)驗(yàn)裝置(現(xiàn)有技術(shù)，圖中未示出)連接，第一中間容器1與第二中間容器2的頂端之間還連接有第二管路32，該第二管路32中設(shè)有微管4，所述微管4的管徑大于等于0.5微米、小于等于100微米，由微管控制的高壓氣體實(shí)驗(yàn)裝置中壓力為常壓至80MPa；在微管4與第二中間容器2之間設(shè)有第一閥門51；所述第二中間容器2的頂端并聯(lián)設(shè)有抽真空管路33和被檢氣體吸入管路34，抽真空管路33中通過第二閥門52連接有一真空泵6，被檢氣體吸入管路34中通過第三閥門53連接有一氣相色譜儀7；所述第二中間容器2內(nèi)設(shè)有攪拌裝置21。