[發明專利]一種空氣中甲烷含量的快速分析裝置及方法

有效

• 申請號: 201810639195.2
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108444855B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 杜杰;王麗萍;譚欣欣;唐金強;朱宏志;宋智蓉
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

本發明公開一種空氣中甲烷含量的快速分析裝置及方法，裝置包括標準氣罐、第一容器和第二容器，第一容器的輸入端連接有第一進氣支路和第二進氣支路，第一進氣支路上連接有第一閥門，第二進氣支路通過第二閥門與標準氣罐連接，第一進氣支路和第二進氣支路并聯匯接形成進氣口；第一容器的輸入端還連接有一熱交換器，熱交換器與進氣口連通；第一容器的輸出端通過輸出支路連接第二容器的輸入端，輸出支路包括第一輸出支路和或第二輸出支路；進氣口、第一容器以及第二容器均與一真空泵連接。本發明可實現空氣中甲烷含量的快速精確分析，檢測范圍寬；整體可實現自動化，方法簡便；成本低，無需耗材，結構緊湊且免維護。

技術領域

本發明涉及工業安全監測技術領域，具體涉及一種空氣中甲烷含量的快速分析裝置及方法。

背景技術

甲烷氣體是嚴重威脅石油、化工、煤炭等行業安全生產的主要因素之一，近幾年由此引發的安全事故仍呈多發趨勢，安全生產形勢依然十分嚴峻，對空氣中甲烷含量進行快速、準確、連續的監測是現代工業安全生產的重要保證。

目前工業過程中應用的甲烷檢測主要有基于各種催化燃燒原理的甲烷測定報警器、斷電儀、傳感器以及光譜法、色譜法。雖然這些方法隨著儀器科學的發展在日趨進步完善，但仍然存在諸多瓶頸亟待解決。

首先，雖然色譜法、光譜法能夠測量很寬范圍內的甲烷含量，但其分析效率低，方法復雜，測量前需要專業人員進行繁瑣的分析校準工作，設備維護困難，難以滿足工藝現場對甲烷含量的快速、連續檢測需求。其次，雖然基于催化燃燒原理的甲烷檢測器、傳感器等能夠對空氣中的甲烷做出快速相應，但是其測量范圍很窄，只能檢測ppm級至百分之幾量級的甲烷，并且測量精度低，準確性和環境適應性差，難以承擔復雜惡劣工況下的分析檢測任務，也無法對異常事件中的甲烷數據及來源做出準確響應。再次，無論是甲烷報警器、傳感器、檢測器還是各種色譜、光譜甲烷檢測法，均需采用國家標準物質對儀器漂移、示數誤差、背景干擾等進行校準，而分布于工藝現場的檢測器、報警器、取樣器等數量較大，儀器使用頻繁，這就需要使用更多的標準物質并投入更多的人力物力，成本很高，經濟適用性差。

因此，提供一種空氣中甲烷含量的快速分析裝置及方法，以解決上述現有技術所存在的問題，成為現在亟待解決技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種空氣中甲烷含量的快速分析裝置及方法，方法簡單、分析快速準確、檢測范圍寬、成本低、適應性強，以解決已有用于空氣中甲烷含量分析方法存在的分析準確性不高、檢測范圍窄、維護不便等問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種空氣中甲烷含量的快速分析裝置，包括標準氣罐、第一容器和第二容器，所述第一容器的輸入端連接有第一進氣支路和第二進氣支路，所述第一進氣支路上連接有第一閥門，用于注入待分析氣體，所述第二進氣支路通過第二閥門與所述標準氣罐連接，用于注入標準氣體，所述第一進氣支路和所述第二進氣支路并聯匯接形成進氣口；

所述第一容器的輸入端還連接有一熱交換器，所述熱交換器與所述進氣口連通；所述第一容器的輸出端通過輸出支路連接所述第二容器的輸入端，所述輸出支路包括第一輸出支路和或第二輸出支路；所述第一輸出支路依次串聯第五自動閥和第一質量流量計，所述第二輸出支路依次串聯第三閥門、體積控制裝置和第二質量流量計，所述第一輸出支路與所述第二輸出支路并聯設置；

所述進氣口、所述第一容器以及所述第二容器均通過真空閥與一真空泵連接。

優選的，所述進氣口與所述熱交換器的輸入端通過三路氣路進行連接，三路所述氣路并聯設置，所述進氣口的輸出端連接有第一壓力傳感器。

優選的，三路所述氣路包括第一氣路、第二氣路和第三氣路，所述第一氣路依次串聯第一自動閥、增壓泵和第二自動閥，所述第二氣路上設置有第三自動閥，所述第三氣路依次串聯減壓器和第四自動閥。

優選的，所述第一容器還連接有第二壓力傳感器和溫度傳感器，所述第二容器還通過第一真空閥連接有真空計。