[發(fā)明專利]一種用于氣相色譜分析法分析氫同位素的低溫控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011620744.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112834668B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任英;武超;胡石林;呂衛(wèi)星;李樂斌;劉麗飛;劉艷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國原子能科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N30/54
• 分類號: G01N30/54
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;屈獻(xiàn)莊

本發(fā)明涉及一種用于氣相色譜法分析氫同位素的低溫控制裝置，包括制冷機(jī)構(gòu)、冷頭套件、色譜柱和色譜儀；所述色譜儀與所述色譜柱連接；所述制冷機(jī)構(gòu)的冷頭與所述色譜柱連接以提供冷源；所述色譜柱進(jìn)行氣體組分分離；所述色譜柱安裝在所述冷頭套件中。本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明的氣相色譜法分析氫同位素的低溫控制裝置采用脈管式制冷機(jī)的冷頭、色譜柱、連接管的結(jié)構(gòu)，通過脈管式制冷機(jī)提供冷源、在真空下維持較低漏熱的方式，通過控制器可將色譜柱溫度設(shè)置為40K?室溫范圍內(nèi)，無需補(bǔ)充液氮，為排灰氣分析過程的自動化控制提供了可能性。同時在40K?室溫范圍內(nèi)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，為氫同位素分析的色譜條件優(yōu)化提供可能性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氫同位素分析領(lǐng)域，具體涉及一種用于氣相色譜分析法分析氫同位素的低溫控制裝置。

背景技術(shù)

采用氣相色譜法分析氫同位素廣泛用于ITER的排灰氣測量過程中。色譜定量的一個關(guān)鍵因素是柱溫。

而氫同位素組分需要在低溫下實現(xiàn)分離。目前現(xiàn)有技術(shù)中均是采用柱溫箱提高柱溫以保持柱溫穩(wěn)定的技術(shù)方案，這不能滿足氫同位素組分分離的低溫需求。為此，本領(lǐng)域通常采用將色譜分析柱放置在自制的液氮容器內(nèi)，通過液氮浸泡色譜柱的方式提供低溫環(huán)境和分離。

但在分析過程中，由于液氮揮發(fā)、氣流載熱等因素會使液氮液位發(fā)生變化，而液位變化會造成色譜柱的柱溫變化，使定量結(jié)果重現(xiàn)性變差，通常通過人工液位監(jiān)測并及時補(bǔ)充的方法維持，操作繁瑣且不易實現(xiàn)程序控制；而且分離溫度僅限于液氮溫度，不能調(diào)節(jié)，限制了柱溫條件優(yōu)化。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于氣相色譜法分析氫同位素的低溫控制裝置，本技術(shù)方案能夠滿足氫同位素組分分離的低溫環(huán)境，同時又能夠?qū)υ摥h(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)行柱溫條件優(yōu)化。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于氣相色譜法分析氫同位素的低溫控制裝置，包括制冷機(jī)構(gòu)、冷頭套件、色譜柱和色譜儀；所述色譜儀與所述色譜柱連接；所述制冷機(jī)構(gòu)的冷頭與所述色譜柱連接以提供冷源；所述色譜柱進(jìn)行氣體組分分離；所述色譜柱安裝在所述冷頭套件中。

進(jìn)一步地，上述的用于氣相色譜分析氫同位素的低溫控制裝置，還包括真空結(jié)構(gòu)；所述真空結(jié)構(gòu)包括真空腔室和真空泵；所述色譜柱和冷頭套件設(shè)置在所述真空腔室中以提供降低漏熱。

進(jìn)一步地，上述的用于氣相色譜分析氫同位素的低溫控制裝置，所述真空泵通過波紋管與真空腔室相連。

進(jìn)一步地，上述的用于氣相色譜分析氫同位素的低溫控制裝置，所述真空腔室與真空泵之間的管道上設(shè)置有隔離閥。

進(jìn)一步地，上述的用于氣相色譜分析氫同位素的低溫控制裝置，所述真空腔室上設(shè)置有放氣閥。

進(jìn)一步地，上述的用于氣相色譜分析氫同位素的低溫控制裝置，所述色譜柱通過連接管與色譜儀連接；所述連接管為兩根，分別連接所述色譜儀的進(jìn)樣系統(tǒng)和檢測器。

進(jìn)一步地，上述的用于氣相色譜分析氫同位素的低溫控制裝置，所述連接管為不銹鋼管材，柱徑和色譜柱相同。

進(jìn)一步地，上述的用于氣相色譜分析氫同位素的低溫控制裝置，所述色譜柱和連接管通過金屬接頭連接。

進(jìn)一步地，上述的用于氣相色譜分析氫同位素的低溫控制裝置，所述冷頭套件為無氧銅材料制成的套管。

進(jìn)一步地，上述的用于氣相色譜分析氫同位素的低溫控制裝置，所述制冷機(jī)構(gòu)包括冷水機(jī)和制冷機(jī)；所述冷水機(jī)通過管道和制冷機(jī)相連。

本發(fā)明的有益效果如下：