一种便携式气态烃测定仪制造技术

本发明专利技术涉及一种便携式气态烃测定仪，属于烃类气体化学分析设备，专利分类号：Ｃ１０Ｇ。由被分析的气体样品、净化器、进样口、载气、色谱分离柱，气体传感装置，脉冲选通放大电路、显视器组成。所述的运载气体是空气；装置的体积为０．０１７Ｍ↑［３］，比挪威的ＭＥＤＵＳＡ系统小１００多倍；重量只有４．５千克，少５７０倍；可以携带。功耗小于１０Ｗ，比挪威的ＭＥＤＵＳＡ系统的小４００倍；检测限低３倍；售价低３００倍；本发明专利技术提供的一种便携式气态烃测定仪，具有体积小、重量轻、便于携带，还有功耗小，价格便宜，最低检出限低，检测参数多，稳定性好的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种便携式气态烃测定仪，属于烃类气体化学分析设备，专利分类号C10G。
技术介绍
目前国内外对于气态烃的测试主要有三种方法(1).气相色谱—氢火焰(FID)检测器分析；其结构和原理如图1和图2所示，被分析的气体样品经进样口(3)注入，然后由载气(1)带入色谱分离柱(4)。被测物质经色谱柱分离后，进入氢火焰(FID)检测器(5)，与燃烧用的氢气(9)混合经喷嘴(11)一道流出，经点火器(14)点火后，在喷嘴上燃烧，(10)提供助燃用的空气。由于在火焰附近存在着由收集极(13)和极化极(12)间所造成的静电场，当被测气体样品进入氢—氧火焰时，燃烧过程中生成的离子，在电场作用下作定向移动而形成离子流，经直流微电流放大器(7)放大，然后把信号送至显示器(8)显示。(2).激光吸收光谱测定；其结构和原理如图3所示，被分析的气体样品经进样口(3)注入，进入吸收气室(17)，由于甲烷气体对He、Ne激光(15)3.39μm发射波长光谱的吸收作用，导致激光强度减弱，通过检测器(5)测量激光强度的变化，经放大器(7)放大，然后把信号送至显示器(8)显示甲烷气体的含量。(3).气敏元件检测器检测。其结构和原理如图4所示，气敏元件检测器(5)主要由烧结状的二氧化锡组成，当还原性气体样品(3)被吸附到传感器的表面时，它能通过电导率的上升检测气体，经直流放大器(7)放大，然后把信号送至显示器(8)显示还原性气体的含量。以上三种方法中，气敏元件检测器检测，选择性较差，所有还原性气体如烃类、一氧化碳、氢气等都同时被检测，灵敏度较低，FIGARO公司的产品对甲烷的最低检出限也只有500ppm(0.5×10-3)，这种方法只能用于煤气泄漏报警；挪威研制出的MEDUSA系统，在现场用激光吸收光谱测定气相中的甲烷，灵敏度达到3×10-11，但只能检测甲烷，检测参数单一、体积大(直径0.8m×4m)、重量重(2600kg)、功耗大(4kw)、售价高(每台40多万美元)；美国德克萨斯农工大学研制的嗅测系统(Sniffer)，用气相色谱仪进行现场测定，灵敏度对C1-C4为10-10升气/升水，但需要高纯氮作载气、使用氢气燃烧的氢火焰检测器，结构复杂，氢气燃烧受环境因素影响较大，操作困难，使用直流微电流放大器，使得温度漂移不易消除，稳定性受到影响，嗅测系统售价40万美元，价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种便携式气态烃测定仪，具有体积小、重量轻、便于携带，与现有技术相比，还有功耗小，价格便宜，最低检出限低，检测参数多，稳定性好的特点。本专利技术的技术方案是一种便携式气态烃测定仪，包括，载气、进样口、排放口、被分析的气体样品、还包括装有活性碳和分子筛的净化器、稳压阀、针阀、充填着吸着剂和分配剂的色谱分离柱、气体传感容器、流量计、脉冲选通放大电路、显视器、便于携带的机壳、电源、开关、指示灯等零件，组装而成。所述的载气是空气，经过净化器、稳压阀、针阀后，载着从进样口进入的被分析的气体样品，进入色谱分离柱，在色谱分离柱中，通过柱管把各种气体按时间先后加以分离，依次到达气体传感器，气体传感器的阻值发生脉冲式的变化，阻值变化，通过脉冲选通放大电路的运算、放大后，显示在机壳面板的显视器上；通过气体传感器的载气和气体样品的混合气经流量计、排放口排出。所述的气体传感容器设有一狭窄的圆弧空腔将圆型片状的气敏元件密封在容器内部。所述的气体传感容器是用黄铜材料制成的。所述的气敏元件由微晶玻璃基片、金叉指测量电极、氧化物半导体(掺钯的二氧化锡)、组成；其中，微晶玻璃基片的厚度0.5mm；用真空镀膜的方法在微晶玻璃基片上镀上金叉指电极，将金丝熔融焊接在金叉指电极上，作为引线；金叉指电极的制法是在微晶玻璃基片上首先镀上一层铬，再镀上一层金铬合金，最后镀上一层金，金的厚度为2000(方电阻0.5欧姆)；使用的氧化物半导体SnO2粉体，是用纳米技术制成超细SnO2粉体，粒度20nm-30nm；用溶胶—凝胶法，在镀上金叉指电极之后，在微晶玻璃基片表面沉积薄膜；所述的用溶胶—凝胶法(sol-gel)SnO2制备薄膜是指用sol--gel方法制备掺钯SnO2薄膜的原材料是SnCl2·H2O和PdCl2。PdCl2与SnCl2间的摩尔比为(3-10)％，先在SnCl2水溶液中滴入氨水制成胶体溶液，经沉淀、清洗、过滤后，把沉淀物溶于有机溶剂中待用。再将PdCl2溶解在水、冰乙酸及有机溶剂中，然后把两者按化学计量比混合、搅拌24h成浓度为0.5mol的清晰透明的溶胶，基片选用微晶玻璃薄片。将清洗、烘干的基片置于匀胶机上，取用适量的溶胶滴涂在镀上金叉指电极的基片上，以3000-5000r/m速度匀胶，得到SnO2湿膜，再经500-800℃高温炉中保温1-4h的热处理，便得到SnO2薄膜，为增加厚度可重复上述工艺。所述的脉冲选通放大电路是当被测气体进入气体传感器(5)，气体传感器的阻值将发生脉冲式的变化，这时的阻值变化，通过IC1运算放大器(23)被变换成与阻值变化量成正比的电压。该电压由IC2运算放大器(24)倒相，显示在面板式仪表上。与此同时，IC1的输出由IC3运算放大器(25)放大后，经电容C(26)和电阻R(27)进行微分，并根据此信号对IC2的输出值进行取样和存储。(见图9)。本专利技术的一种便携式气态烃测定仪与国外同类仪器相比，体积为0.017M3，比挪威的MEDUSA系统的2.01M3小100多倍；重量只有4.5千克，比挪威的MEDUSA系统的2600千克少570倍；可以携带。功耗小于10W，比挪威的MEDUSA系统的4000W小400倍；检测限比挪威的MEDUSA系统的低3倍；预售价比挪威的MEDUSA系统的低300倍；本专利技术的测定仪的主要技术指标见表1，与国内外气态烃现场测定系统技术指标比较见表2。表1便携式气态烃现场测定仪主要技术指标 表2 国内外气态烃现场测定系统技术指标比较 附图说明图1是现有技术的气相色谱FID测定装置方框2是现有技术的气相色谱测定装置FID检测器图3是现有技术的激光吸收光谱甲烷测定装置图4是现有技术的气敏传感还原性气体测定装置图5是本专利技术的一种便携式气态烃测定仪结构流程方框6是本专利技术的一种便携式气态烃测定仪气体传感器原理7是本专利技术的一种便携式气态烃测定仪气体传感器气流示意8是本专利技术的一种便携式气态烃测定仪气体传感器气敏元件截面9是本专利技术的一种便携式气态烃测定仪脉冲选通放大器原理示意10是本专利技术的一种便携式气态烃测定仪气敏元件金叉指电极平面11是本专利技术的一种便携式气态烃测定仪的操作面盘示意12是本专利技术的一种便携式气态烃测定仪的外观示意13是图11中P-P面的向视图即测定仪的内部结构示意图具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细的描述，一种便携式气态烃测定仪，，包括，载气1、进样口3、排放口6、被分析的气体样品、还包括装有活性碳和分子筛的净化器2、稳压阀33、针阀34、充填着吸着剂和分配剂的色谱分离柱4、气体传感容器5、流量计35、脉冲选通放大电路7、显视器8、便于携带的机壳41、电源、开关40、指示灯42等另件组装而成，(参见图5、图11、图12、图13)。所述的载气1是空气，经过净化器2、稳压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式气态烃测定仪，包括，载气、进样口、排放口、被分析的气体样品、其特征在于，还包括装有活性碳和分子筛的净化器、稳压阀、针阀、充填着吸着剂和分配剂的色谱分离柱、气体传感容器、流量计、脉冲选通放大电路、显视器、便于携带的机壳、电源、开关、指示灯等零件，组装而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙春岩，王维熙，牛滨华，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]