[發明專利]一種氟化氫氣體中微量水的分析裝置以及分析方法

在審

• 申請號: 202011102022.0
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112213278A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 費澤杰;董常武;劉洪濤;葛敏;楊晶;付曉彬;韓玲;唐圓圓;劉艷成;錢淵;侯惠奇
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/03;G01N21/09
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 余永莉

1.一種氟化氫氣體中微量水的分析裝置，其特征在于，包括：氣體光吸收檢測池，分析儀，真空泵，無水惰性氣體鋼瓶，以及氫氟酸鋼瓶，其中，氣體光吸收檢測池包括水平延伸的待測氣體通道及其兩側的密封腔體，所述待測氣體通道的兩端伸入所述密封腔體內并由耐腐蝕光窗密封，一個密封腔體內設有激光點光源和一個反射鏡，另一個密封腔體內設有光檢測器探頭和另一個反射鏡；真空泵通過氣路與所述密封腔體連接，無水惰性氣體鋼瓶通過氣路分別與密封腔體以及待測氣體通道連接，氫氟酸鋼瓶通過氣路與待測氣體通道連接，其中，通過調節所述激光點光源和反射鏡的位置和角度，使得由所述激光點光源發出的單波長激光在所述兩個反射鏡之間來回多次反射，最后到達光檢測器探頭，信號傳輸至所述分析儀，根據激光在所述待測氣體通道內的吸收強度的測量實現對氟化氫氣體中微量水含量的分析。

2.根據權利要求1所述的氟化氫氣體中微量水的分析裝置，其特征在于，所述兩個反射鏡分別在待測氣體通道的兩端對稱布置，所述激光點光源與光檢測器探頭分別在所述兩個反射鏡的外側布置。

3.根據權利要求1所述的氟化氫氣體中微量水的分析裝置，其特征在于，所述兩個反射鏡上分別設有一個激光通孔。

4.根據權利要求1所述的氟化氫氣體中微量水的分析裝置，其特征在于，所述分析裝置還包括與所述待測氣體通道的出氣接口連接的氟化氫氣體吸收瓶，所述氫氟酸鋼瓶與待測氣體通道的進氣接口連接。

5.根據權利要求1所述的氟化氫氣體中微量水的分析裝置，其特征在于，所述耐腐蝕光窗相對豎直方向成一定夾角傾斜布置，所述夾角為15°～45°。

6.根據權利要求1所述的氟化氫氣體中微量水的分析裝置，其特征在于，所述耐腐蝕光窗采用氟化鈣窗片或者藍寶石窗片。

7.根據權利要求1所述的氟化氫氣體中微量水的分析裝置，其特征在于，連接于氫氟酸鋼瓶和待測氣體通道之間的氣路采用伴熱帶伴熱，伴熱溫度由溫控器控制。

8.根據權利要求1所述的氟化氫氣體中微量水的分析裝置，其特征在于，所述無水惰性氣體鋼瓶與氫氟酸鋼瓶之間通過閥門連接。

9.根據權利要求1所述的氟化氫氣體中微量水的分析裝置，其特征在于，所述真空泵通過真空穿通密封件抽取所述密封腔體內的氣體。

10.一種氟化氫氣體中微量水的分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：提供一種根據權利要求1-9中任意一項所述的氟化氫氣體中微量水的分析裝置；

S2：開啟真空泵，將所述待測氣體通道兩側的密封腔體抽真空，然后打開所述無水惰性氣體鋼瓶，使無水惰性氣體充滿所述密封腔體，再開啟真空泵對密封腔體抽真空，如此循環數次，以保證所述待測氣體通道兩側的密封腔體內為無水惰性氣氛；

S3：開啟分析儀，采用無水惰性氣體清洗吹掃所述待測氣體通道，至待測氣體通道內水含量降低至本底5ppm以下；以及

S4：關閉無水惰性氣體鋼瓶，使氟化氫氣體進入所述待測氣體通道，由所述激光點光源發出的單波長激光在兩個反射鏡之間來回多次反射，最后到達光檢測器探頭，信號傳輸至所述分析儀，根據對單波長激光在所述待測氣體通道內的吸收強度的測量實現對氟化氫氣體中微量水含量的分析。