[發明專利]一種蛇形線式質譜儀連續性變壓取樣裝置及方法

有效

• 申請號: 201910366950.9
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110071031B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 岳泰;張世偉;張志軍;李津銘;韓峰
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H01J49/04
• 分類號: H01J49/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

本發明公開了一種蛇形線式質譜儀連續性變壓取樣裝置，包括外殼與質譜系統，所述外殼內部滑動安裝有上表面開設有蛇形線式槽的內板，所述蛇形線式槽由進氣端向出氣端逐漸增加截面面積，所述蛇形線式槽的出氣口經連接管路穿透外殼側壁與質譜系統連接，所述內板下表面有彈簧與軸承支撐，使內板上表面緊密貼合于開設有通氣槽的外殼殼內上壁表面，所述通氣槽的進氣口貫穿外殼上壁與進氣管路和進氣閥相連，驅動電機通過絲杠機構帶動內板在外殼內滑動；本發明結構緊湊，氣密性好，具備對被分析氣體連續在線取樣能力；通過蛇形布局，以及內板在外殼內滑動，可以改變蛇形線式槽的氣路長度和截面面積，從而具備了對大范圍變壓氣體的高精度取樣分析的能力。

技術領域

本發明屬于氣體分析技術領域，尤其是涉及一種蛇形線式質譜儀連續性變壓取樣裝置及方法。

背景技術

質譜儀又稱質譜計，是分析檢測氣體中不同成分的儀器，它是根據帶電粒子在電磁場中能夠偏轉的原理，按物質原子、分子或分子碎片的質量差異進行分離和檢測物質組成的一類儀器。質譜儀測量技術現已大量應用于藥品、食品、醫學、地質、鋼鐵生產、真空系統檢漏、環境模擬、載人航天等工業領域和科學技術研究中，對于現代科技的發展和國民經濟的建設都起著重要的作用。

質譜儀的分析室必須工作在特定的高真空狀態下，而被分析氣體的初始壓強常常是接近環境大氣壓力的不確定值；特別是應用于各種真空設備內氣體成分監測的質譜儀，被測氣體的壓強更是可能從常壓一直變化到高真空狀態。因此，質譜儀必須配置有氣體取樣裝置，以便將處于不同壓強的氣體在保持成分構成不發生變化的前提下減壓輸送至高真空狀態的分析室。現有的氣體取樣裝置(如膨脹法取樣)工作方式大多是間歇作業的，不能對氣體樣品進行在線連續取樣；而能夠連續取樣的氣體取樣裝置(如針閥節流取樣)通常只適用于測量單一固定氣壓的工況，難以對壓力大范圍變化的工況進行連續取樣。例如采用針閥作為一種微調閥，可以調節氣流量，但是限于其自身結構，可調節壓力范圍有限，且可調節精度不夠高。目前，隨著科學研究和工業生產技術水平的持續進步，對氣體分析技術的要求也不斷提高，在氣體壓力大范圍變化條件下實現氣體成分的高精度在線連續監測，已成為迫切的實際需求，現有的質譜儀氣體取樣方法與裝置，無法滿足在氣體壓力變化的情況下實現高精度連續取樣的要求，制約了氣體分析質譜儀的發展和應用，迫切需要一種全新的氣體取樣裝置及方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種蛇形線式質譜儀連續性變壓取樣裝置及方法。本發明可以在氣體壓力變化的情況下連續取樣，填補了氣體分析行業在這一方面的空白，且對于其他行業中在氣體壓力變化的情況下連續取樣的工作同樣適用，其技術方案如下：

一種蛇形線式質譜儀連續性變壓取樣裝置，包括外殼與質譜系統，所述外殼內部滑動安裝內板，其內板上表面開設有蛇形線式槽，開設的蛇形線式槽由進氣端向出氣端逐漸增加截面面積，所述內板上表面貼合外殼殼內上壁表面，所述外殼殼內上壁表面開設有通氣槽，且通氣槽的縱向長度等于蛇形線式槽的延展寬度，同時通氣槽開設有進氣口，且進氣口貫穿外殼上壁后依次連接進氣管與進氣閥，所述蛇形線式槽出氣端開設有貫穿內板的出氣管，而出氣管下端連接管路的一端，所述管路的另一端穿過外殼右殼壁后連接質譜系統，所述內板中部開設有螺紋孔，螺紋孔中配裝有絲杠，而絲杠另一端貫穿外殼遠質譜系統側殼壁后配裝減速器的輸出端，所述減速器的輸入端配裝電動機的輸出端，所述外殼下端固定安裝底板，底板上表面固定安裝有均勻分布的彈簧軸承槽，彈簧軸承槽上端安裝滾動軸承，所述外殼與質譜系統之間的管路依次安裝節流閥門與真空泵，所述真空泵與節流閥門之間的管路上安裝真空規。

所述內板中部開設的螺紋孔的長度略長于蛇形線式槽的排布長度，絲杠的螺紋表面長度略長于蛇形線式槽的排布長度，所述滾動軸承上端略高于內板下表面。

所述內板上表面蛇形線槽區域外開設有封閉槽，所述封閉槽內卡裝橡膠密封圈。

所述外殼下端與底板外緣均焊接有法蘭，所述外殼的法蘭與底板的法蘭通過螺栓進行安裝，所述法蘭接觸面貼合有密封橡膠層。