本发明专利技术提供一种氨气浓度检测系统及其检测方法，检测系统包括：氧化钨吸附管通过第一三通阀与待测气体入口、连通有载气过滤器的载气入口分别构成第一气体子通道和第二气体子通道；氧化钨吸附管通过第二三通阀和第三三通阀与抽气泵构成第三气体子通道和第四气体子通道，浓度检测器位于第四气体子通道上；第一气体子通道与第三气体子通道构成待测气体吸附通道，利用氧化钨吸附管吸附流经的待测气体中的氨气；第二气体子通道与第四气体子通道构成脱附检测通道，利用加热氧化钨吸附管将吸附的氨气予以脱附，脱附的氨气伴随着载气被输送至浓度检测器以供检测氨气的浓度。本发明专利技术能适用于超低浓度的氨气的浓度检测，具有检测灵敏度高及检测精度高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氨气浓度检测方法，更涉及一种适用于超低浓度的氨气浓度检测 系统及其检测方法。
技术介绍
氨气是一种无色、具有强烈刺激性气味的气体，空气中可感觉到的氨气最低浓度 为0. 5mg/m3至lmg/m3 (或700ppb至1400ppb)。空气中的氨气因易溶于水而常附着在皮肤 黏膜、眼结膜及呼吸道咽喉黏膜，对皮肤组织产生刺激井引发炎症，可麻痹呼吸道纤毛和损 害黏膜上皮组织，使病源微生物易于侵入，减弱身体对疾病的抵抗力。如果人体短期内吸入 大量氨气，则可出现流泪、咽痛，声音撕哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难等临床症状，并 伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重的可发生肺水肿、呼吸道刺激炎症等。微电子制造加工工业的净化室中，数百ppt (part per trillion, lOOppt相当于 7. Ixl0-5mg/m3)极微量的氨气的存在，即可造成不良率提高。光是台湾地区，由此造成的损 失每年可达数千万元新台币。因此，国际半导体技术路线图机构(ITRS)和国际半导体设备 和材料组织(SEMI)建议以氨气为主的的碱性污染物浓度不得高于150ppt。对氨气的检测方法有很多，主要有离子色谱法、纳氏试剂分光光度法、次氯酸 钠_水杨酸分光光度法和检测管法等。离子色谱法具有选择性，且灵敏，但取样困难、不能实地检测且使用大型仪器价 格昂贵。纳氏试剂分光光度法方法简便，但选择性差，且测定过程中使用的纳氏试剂含有 大量的汞盐，毒性很强，极易危害分析人员的身体健康，同时造成环境的二次污染。次氯酸 钠_水杨酸分光光度法较灵敏，选择性好，但操作较复杂繁琐，需花费较长时间，不适合大 气环境污染的应急监侧。这些测定方法操作步骤较为复杂，不能实地在线测定，延长了分析 时间，增大了分析误差。另外，有些试剂毒性较大，会对操作人员的健康及周围环境造成影 响。中国专利CN101644675揭示了一种检测空气中氨气浓度的方法，该方法将可见光 照射到氨敏材料上，氨敏材料上的反射光进入光电管，光电管向显示器输出电信号；当流经 氨敏材料表面的气体中氨气浓度发生变化时，反射光强度和光电管输出的电信号发生相应 的变化，在lmg/m3至300mg/m3 (或lppm至420ppm)的氨气浓度范围内，反射光的强度变化 与流经氨敏材料表面气体中氨气浓度变化成正比，该方法能检测到lppm的氨气。此外，上述检测方法和技术，对于浓度在ppb以下水平的氨气无能为力。PID (Photo-Ionization Detector)即光离子化检测器，它可以检测 lppb (parts per billion)到上万ppm (parts per million)的挥发性有机化合物(V0C)和其它有毒 气体。PID是一种高度灵敏、适用范围广泛的检测器。PID使用了一个紫外灯(UV)光源将 待检测气体分子电离成可被检测器检测到的正负离子(离子化)。检测器电极捕捉到离子化 了的气体的正负电荷并将其转化为电流信号，该电流信号和待测气体浓度之间存在线性关 系，通过与标准浓度信号对照，即可实现待测气体浓度的测量。从理论上说，任何ー种元素的原子和化合物都可以被离子化，只是它们在电离时 所需的能量各不相同，而这种可以激发化合物中ー个电子，即将化合物电离或离子化的能 量被称为电离能或“电离电位”，它以eV为计量単位。由紫外灯发出的紫外光的能量也以eV 为单位。如果待测气体分子的电离电位低于紫外灯的发射能量，那么，这种气体分子就可以 被离子化，这种气体或蒸气也就可以被PID检测。氨气的电离电位为10. 16eV它可以用带10. 6eV紫外灯的PID检测，其检测下限在 IOppb左右。对半导体エ业的无尘室等ppb水平以下超低浓度氨气的检测，必须先以一定的技 术对氨气进行富集浓缩到IOppb以上，再用PID进行检測。以石英或高硼硅玻璃管为基管，在其内壁镀以氧化钨，氧化钨具有选择性吸附氨 气的性能，利用氧化钨吸附管选择性吸附氨气，再以小流量载气脱附，即可有效浓缩超低浓 度氨气，并用PID技术实现检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，解决现有技术中不 适用于对超低浓度氨气的检测或对超低浓度氨气检测精度不高等问题。本专利技术在一方面提供一种氨气浓度检测系统，包括待测气体入口、载气入口、载 气过滤器、氧化钨吸附管、吸附管加热控制器、浓度检测器、以及抽气泵；其中，所述载气过 滤器与所述载气入口连通，所述氧化钨吸附管通过第一三通阀与所述待测气体入口、连通 有所述载气过滤器的所述载气入口分别构成第一气体子通道和第二气体子通道；所述氧化 钨吸附管通过第二三通阀和第三三通阀与所述抽气泵构成第三气体子通道和第四气体子 通道，所述浓度检测器位于所述第四气体子通道上；所述第一气体子通道与所述第三气体 子通道构成待测气体吸附通道，利用所述氧化钨吸附管吸附所述待测气体吸附通道中流经 的待测气体中的氨气；所述第二气体子通道与所述第四气体子通道构成脱附检测通道，利 用经所述吸附管加热控制器加热的所述氧化钨吸附管而将吸附的氨气予以脱附，脱附的所 述氨气伴随着经过载气过滤器过滤的载气被输送至浓度检测器以供检测所述氨气的浓度。可选地，所述氨气浓度检测系统还包括与所述抽气泵相连的流量计，用于对在所 述待测气体吸附通道中流经的待测气体和在所述脱附检测通道中流经的载气进行流量的 调节和检测。可选地，所述氨气浓度检测系统还包括位于所述第三气体子通道上的第一流量 计，用于对在所述待测气体吸附通道中流经的待测气体进行流量的调节和检测；位于所述 第四气体子通道上的第二流量计，用于对在所述脱附检测通道中流经的载气进行流量的调 节和检测。可选地，所述吸附管加热控制器包括温度控制单元，用于设定加热温度的目标 值；加热单元；以及温度显示单元。可选地，所述加热単元的最高加热温度为500°C ;所述温度控制单元的调节精度为 1で。可选地，所述浓度检测器为光离子化PID检测器。本专利技术在另一方面提供ー种利用上述氨气浓度检测系统进行氨气浓度检测的方法，所述氨气浓度检测系统包括待测气体入口、载气入口、载气过滤器、氧化钨吸附管、吸附 管加热控制器、浓度检测器、以及抽气泵；所述检测方法包括吸附过程操控第一三通阀、 第二三通阀、第三三通阀，使得由第一气体子通道与第三气体子通道构成的待测气体吸附 通道打开，待测气体从待测气体入口进入并依序流经第一三通阀、氧化钨吸附管、第二三通 阀、第三三通阀、以及抽气泵，其中，待测气体中的氨气被处于常温状态下的氧化钨吸附管 所吸附；脱附检测过程操控第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀，使得由第二气体子通 道与第四气体子通道构成的脱附检测通道打开，载气从载气入口进入并依序流经载气过滤 器、第一三通阀、氧化钨吸附管、第二三通阀、浓度检测器、第三三通阀、以及抽气泵，其中， 氧化钨吸附管被实施加热脱附处理后将原先吸附的氨气予以脱附释放出，所述氨气在流经 浓度检测器时被检测出浓度。〔0021〕 可选地，在所述吸附过程中，所述待测气体中氨气的浓度为ppt的水平至ppb水平； 在脱附检测过程中，脱附后的氨气进入载气后的浓度为数十ppb水平至ppm水平。 〔0022〕 可选地，在所述吸附过程中，所述待测气体的流量为1升丨分钟至3升本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：俞志鹤，郑茜，
申请(专利权)人：华瑞科学仪器上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。