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原文传递一种天然气的高氩同位素比测量装置及其方法

专利名称：	一种天然气的高氩同位素比测量装置及其方法
摘要：	本发明涉及一种天然气的高氩同位素比测量装置，该装置包括稀有气体质谱仪、活性炭冷阱、海绵钛炉、四极质谱仪、U型冷阱和天然气钢瓶。天然气钢瓶通过高真空管线经U型冷阱、四极质谱仪连有高真空系统；高真空管线通过管线连有超高真空管线，该超高真空管线连有海绵钛炉、活性炭冷阱、稀有气体质谱仪、超高真空系统；天然气钢瓶与U型冷阱之间设减压阀、高真空阀Ⅰ、Ⅱ、薄膜真空计；U型冷阱与管线之间设高真空阀Ⅲ；高真空系统与管线之间设高真空阀Ⅳ；超高真空系统与管线之间设超高真空阀Ⅳ；活性炭冷阱与海绵钛炉之间设超高真空阀Ⅴ；稀有气体质谱仪与活性炭冷阱之间设超高真空阀Ⅵ。本发明还公开了其测量方法。本发明具有测量精度高的特点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	甘肃;62
申请人：	中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心
发明人：	李立武;高梓涵;李晓斌;曹春辉
专利状态：	有效
申请日期：	2017-11-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-04T00:00:00+0800
申请号：	CN201711202237.8
公开号：	CN109839420A
代理机构：	兰州中科华西专利代理有限公司
代理人：	李艳华
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东岗西路382号
主权项：	1.一种天然气的高氩同位素比测量装置，其特征在于：该装置包括稀有气体质谱仪（1）、活性炭冷阱（2）、海绵钛炉（3）、四极质谱仪（5）、液氮冷冻的U型冷阱（6）和天然气钢瓶（7）；所述天然气钢瓶（7）通过高真空管线（8）经所述U型冷阱（6）、所述四极质谱仪（5）连有高真空系统（9）；所述高真空管线（8）通过管线连有超高真空管线（10），该超高真空管线（10）的一端依次连有所述海绵钛炉（3）、所述活性炭冷阱（2）、所述稀有气体质谱仪（1），其另一端连有超高真空系统（11）；所述天然气钢瓶（7）与所述U型冷阱（6）之间的所述高真空管线（8）上依次设有减压阀（12）、高真空阀Ⅰ（81）、高真空阀Ⅱ（82）、薄膜真空计（4）；所述U型冷阱（6）与所述管线之间的所述高真空管线（8）上设有高真空阀Ⅲ（83）；所述高真空系统（9）与所述管线之间的所述高真空管线（8）上设有高真空阀Ⅳ（84）；所述超高真空系统（11）与所述管线之间的所述超高真空管线（10）上设有超高真空阀Ⅳ（104）；所述活性炭冷阱（2）与所述海绵钛炉（3）之间的所述超高真空管线（10）上设有超高真空阀Ⅴ（105）；所述稀有气体质谱仪（1）与所述活性炭冷阱（2）之间的所述超高真空管线（10）上设有超高真空阀Ⅵ（106）。 2.如权利要求1所述的一种天然气的高氩同位素比测量装置，其特征在于：所述天然气钢瓶（7）上设有阀门（70）。 3.如权利要求1所述的一种天然气的高氩同位素比测量装置，其特征在于：所述四极质谱仪（5）经高真空阀Ⅴ（85）与所述高真空管线（8）相连。 4.如权利要求1所述的一种天然气的高氩同位素比测量装置，其特征在于：所述高真空管线（8）与所述超高真空管线（10）之间的所述管线上依次设有超高真空阀Ⅰ（101）、超高真空阀Ⅱ（102）、超高真空阀Ⅲ（103）。 5.如权利要求1所述的一种天然气的高氩同位素比测量装置，其特征在于：所述活性炭冷阱（2）经超高真空阀Ⅶ（107）与所述超高真空管线（10）相连。 6.如权利要求1所述的一种天然气的高氩同位素比测量装置，其特征在于：所述海绵钛炉（3）经超高真空阀Ⅷ（108）与所述超高真空管线（10）相连。 7.如权利要求1所述的一种天然气的高氩同位素比测量装置的测量方法，包括以下步骤： ⑴关闭高真空阀Ⅴ（85），关闭超高真空阀Ⅰ（101）和超高真空阀Ⅵ（106），打开高真空阀Ⅰ（81）、高真空阀Ⅱ（82）、高真空阀Ⅲ（83）、高真空阀Ⅳ（84），打开超高真空阀Ⅱ（102）、超高真空阀Ⅲ（103）、超高真空阀Ⅳ（104）、超高真空阀Ⅷ（108）、超高真空阀Ⅴ（105）、超高真空阀Ⅶ（107），抽真空；同时U型冷阱（6）升温到室温，海绵钛炉（3）升温到700℃，活性炭冷阱（2）升温到300K； ⑵关闭所述超高真空阀Ⅶ（107），所述活性炭冷阱（2）设70K，开始降温； ⑶将减压阀（12）出口压强设为0，用液氮冷冻所述U型冷阱（6），关所述高真空阀Ⅰ（81），开天然气钢瓶（7）上的阀门（70），等10s，关所述阀门（70）；关所述高真空阀Ⅱ（82），开所述高真空阀Ⅰ（81），等10s，关所述高真空阀Ⅰ（81）；关所述高真空阀Ⅳ（84），开所述高真空阀Ⅱ（82），等10s，关所述高真空阀Ⅱ（82）；关所述超高真空阀Ⅱ（102），开所述超高真空阀Ⅰ（101），等10s，关所述超高真空阀Ⅰ（101）；开所述高真空阀Ⅴ（85），四极质谱仪（5）快速测量氩气的含量； ⑷关所述超高真空阀Ⅲ（103）、所述超高真空阀Ⅳ（104）、所述超高真空阀Ⅷ（108）；根据氩气的含量，通过一次或多次开所述超高真空阀Ⅱ（102），等5s，关所述超高真空阀Ⅱ（102）；开所述超高真空阀Ⅲ（103），等5s，关所述超高真空阀Ⅲ（103）的方法将气体导入样品纯化区； ⑸开所述超高真空阀Ⅷ（108），所述海绵钛炉（3）升温到800℃，等待10min，在等待过程中同时开所述高真空阀Ⅳ（84）； ⑹关所述超高真空阀Ⅷ（108），开所述超高真空阀Ⅶ（107），所述活性炭冷阱（2）达到70K后再等待10min； ⑺关所述超高真空阀Ⅶ（107），开所述超高真空阀Ⅵ（106），等10s，关超所述高真空阀Ⅵ（106），测量20Ne的含量；同时打开所述超高真空阀Ⅳ（104）； ⑻20Ne测量完毕，关所述超高真空阀Ⅳ（104），开所述超高真空阀Ⅶ（107）；所述活性炭冷阱（2）升温，达到250K后再等待10min； ⑼关所述超高真空阀Ⅶ（107），根据所述步骤⑶氩气的含量，必要时关所述超高真空阀Ⅴ(105)，开所述超高真空阀Ⅵ（106），等10s，关所述超高真空阀Ⅵ（106）；测量氩同位素比40Ar/36Ar即可。
所属类别：	发明专利