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原文传递一种基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测装置及方法

专利名称：	一种基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测装置及方法
摘要：	本发明公开了一种基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测装置及方法，检测装置包括高压气体源、缓充室、吸附组件、质谱分析单元及真空泵组件；真空泵组件用于维持缓充室、吸附组件及质谱分析单元所需的压力，通过管路分别与缓充室、吸附组件及质谱分析单元相连；高压气体源向缓充室输入被测高压气体，被测高压气体由高压力减压至常压状态后进入吸附组件，吸附组件基于吸附富集原理将被测高压气体中的微量活性气体吸附后再次释放；释放后的微量活性气体进入质谱分析单元中，根据质谱分析获得被测高压气体的不同微量活性气体浓度含量。本发明的检测方法不需要配制标样气体，可以实现对微量活性气体含量的精确检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	甘肃;62
申请人：	兰州空间技术物理研究所
发明人：	李得天;丁栋;赵澜;孙雯君;陈联;张瑞芳;管保国;孙冬花
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201811486865.8
公开号：	CN109752442A
代理机构：	北京理工大学专利中心
代理人：	仇蕾安;付雷杰
分类号：	G01N27/62(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	730000 甘肃省兰州市城关区渭源路97号
主权项：	1.一种基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测装置，其特征在于，包括高压气体源、缓充室、吸附组件、质谱分析单元及真空泵组件；所述真空泵组件用于维持缓充室、吸附组件及质谱分析单元所需的压力，通过管路分别与缓充室、吸附组件及质谱分析单元相连；所述高压气体源向缓充室输入被测高压气体，被测高压气体由高压力减压至常压状态后进入吸附组件，所述吸附组件基于吸附富集原理将被测高压气体中的微量活性气体吸附后再次释放；释放后的微量活性气体进入质谱分析单元中，根据质谱分析获得被测高压气体的不同微量活性气体浓度含量。 2.如权利要求1所述的基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测装置，其特征在于，所述吸附组件包括吸附室、加热器及锆钒铁吸附剂，加热器及锆钒铁吸附剂设置在吸附室内，锆钒铁吸附剂安装在加热器表面；被测高压气体中的微量活性气体由吸附室内的锆钒铁吸附剂吸附，经过加热器加热后释放。 3.如权利要求2所述的基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测装置，其特征在于，所述质谱分析单元包括质谱分析室和四极质谱计，四极质谱计通过管路与质谱分析室相连。 4.如权利要求1所述的基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测装置，其特征在于，所述检测装置进一步包括真空计，真空计Ⅰ通过管路与缓充室相连，真空计Ⅱ通过管路与吸附室相连，真空计Ⅲ通过管路与质谱分析室相连。 5.如权利要求1所述的基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测装置，其特征在于，所述真空计Ⅰ和真空计Ⅱ均采用电容薄膜真空计。 6.一种基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测方法，其特征在于，采用如权利要求3所述的装置，具体操作步骤如下：步骤一、使用真空泵分别对吸附室、质谱分析室进行抽真空；步骤二、吸附室压力达到1×10-2Pa以下后，启动加热器，激活锆钒铁吸附剂；步骤三、当锆钒铁吸附剂激活结束并冷却到工作温度后，停止对吸附室抽真空，利用真空泵对缓充室进行抽真空；步骤四、当缓冲室内压力达到1Pa以下后，停止抽真空，由高压气体源向缓充室输入被测高压气体，确保缓充室内压力不大于大气压，并记录缓充室充气压力；步骤五、将缓充室内的气体膨胀到吸附室中，被测高压气体中的微量活性气体由锆钒铁吸附剂吸附直至压力稳定，记录吸附室的平衡压力，之后利用真空泵对缓充室和吸附室进行抽真空；步骤六、启动加热器，再次激活锆钒铁吸附剂，释放所述微量活性气体，记录吸附室的平衡压力；步骤七、将吸附室中的微量活性气体引入到质谱分析室中，根据质谱分析获得被测高压气体的不同气体浓度含量。 7.如权利要求6所述的基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测方法，其特征在于，所述步骤五中通过安装在吸附室上的真空计观测吸附室的平衡压力。 8.如权利要求7所述的基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测方法，其特征在于，所述真空计采用电容薄膜真空计。 9.如权利要求7所述的基于吸附富集原理的高压气体微量组份检测方法，其特征在于，所述质谱分析方法具体为：使用四极质谱计对微量活性气体的不同气体的离子流强度进行比对分析，获得吸附室内微量活性气体中某种气体的浓度含量；根据锆钒铁吸附剂吸附、释放微量活性气体后吸附室内的平衡压力得到微量活性气体中所述气体的分压力；利用所述分压力及缓充室充气压力计算获得被测高压气体中不同微量活性气体浓度含量。
所属类别：	发明专利