矿井专用气相色谱仪制造技术

由主机、电气和记录、处理部分组成的矿井专用气相色谱仪，载气为并联双气路，十通阀一次进样，定量管定量，热导和氢焰检测器并列，分别与其色谱柱串联，柱室内设低噪声风机，在氢焰和其色谱柱间，串接有封闭式镍触媒转化炉。常量微量同时分析、精度高、速度快、运行稳定。共可检测８种气体，灵敏度高，噪声低，可用于煤矿和各种矿井、国防及坑道、隧道施工，地铁作业等。（*该技术在2001年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种检测仪器领域中，气相色谱仪范围的新机型——矿井专用气相色谱仪。气相色谱法是一种新型分离分析技术。因其具有分离效率高、分析速度快、分析精度高、定量准确可靠等特点，因而被广泛用于解决石油及石油化学、化工、有机合成、医药、卫生、食品、农药、冶金、矿井等工业生产、科研和生产控制方面的分析问题。目前，石油化学、化工、有机合成、医药、卫生、食品、农药、冶金、矿井等部门，检验产品质量所用的气相色谱仪，多属于单一气体检测，即每种检测器一次只能检测单一的或少数几种气体样品。如需检测矿井气体，必须更换检测器，更换一次需十几个小时。而且通常应用的气相色谱仪多属于带汽化室，用微量注射器液体进样，而分析矿井气体，要求气体进样，迫切需要一种分析速度快、一次能检测多种气体成分的专用型矿井专用气相色谱仪。本技术的目的，就是要克服现有技术的缺陷，提供一种新型的、在结构上是热导池检测器和氢焰检测器并联，两者同时工作的、一次进样、载气并联双气路、常量微量同时分析、检测精度高、检测速度快、运行稳定性好、并能适用于其它矿井井下作业通用的矿井专用气相色谱仪。本技术的目的是通过如下措施实现的设计制造一种新型的由主机部分、电气部分和记录、处理部分等组成的矿井专用气相色谱仪，其特征是1.主机部分中，一侧为并列的气路系统，气路系统中，载气为并联双气路，进样系统中采用十通阀一次进样、定量管定量，另一侧上方是并列的热导池检测器和氢焰检测器，下方是分别与热导池检测器和氢焰检测器相串连的色谱柱室，不锈钢的色谱柱室内设低噪声风机，在氢焰检测器和色谱柱室之间，串接有封闭式镍触媒转化炉。2.电气部分中，包括①色谱柱室、转化炉、热导池检测器和氢焰检测器的温控电路、测温及补偿电路；其中，温控电路由控温电桥、放大器、脉冲形成电路和可控硅组成；测温元件是热电偶；补偿电路是铜电阻和锰铜电阻组成的补偿桥路。②热导池检测器的测量电路、它的稳压电源和信号衰减网路；其中，测量电路是惠斯顿电桥；稳压电源可采用例如集成电路稳压器；衰减网路是多级π型衰减网路。③氢焰微电流放大器采用了高输入电阻的集成运算放大器作为放大电路，电路设计采用100％负反馈，具有较大的电流放大倍数，输出采用π型衰减网路。3.记录、处理部分包括记录仪和微处理机，可以采用国产或进口的双通道记录仪或色谱处理机。上所述的矿井专用气相色谱仪，其特征是气路系统中，面板上直观显示双载气气路压力、流量、氮气和空气流量及其相应的稳流阀。上述的矿井专用气相色谱仪，其特征是所述的气路系统中的载气并联双气路，是指载气气路中在稳压阀后，载气分成并联的两路，一路经稳流阀、流量计、热导池检测器的参比臂、十通阀、碱石棉柱、色谱柱至热导池检测器的测量臂后放空，另一路通过稳流阀、流量计、十通阀、色谱柱、转化炉至氢焰检测器。上述的矿井专用气相色谱仪，其特征是所述的进样系统中采用十通阀一次进样，定量管定量，是指待检测气体样品，通过十通阀一次进样，分别定量地同时进入热导池检测器和氢焰检测器的各该定量管中。上述的矿井专用气相色谱仪，其特征是所述的封闭式镍触媒转化炉由炉体、转化柱和控温器三部分构成，其炉体是两块互相对应吻合的带U形凹槽的金属板，用紧固件固定成为一体，U形凹槽内装镍触媒转化柱，炉体金属板内分别嵌装着加热元件、控温铂电阻和测温热电偶。本技术提供的矿井专用气相色谱仪的主要技术性能是(1)一次进样分析周期4～6min；(2)常量分析范围及最小检测浓度为O2最小检知量 ≤0.1％；N2最小检知量 ≤0.2％；CO最小检知量≤0.1％；CO2最小检知量 ≤0.1％；CH4最小检知量 ≤0.1％；C2H4最小检知量 ≤0.1％；C2H6最小检知量 ≤0.1％。(3)微量分析范围及最小检测浓度CO最小检知量≤1ppm；CO2最小检知量 ≤2ppm；CH4最小检知量 ≤1ppm。实践证明达到了预期的专利技术目的和要求。以下结合附图和实施例对本技术作进一步阐述附图说明图1是矿井专用气相色谱仪外形结构示意图；图2是矿井专用气相色谱仪结构正视示意图；图3是矿井专用气相色谱仪结构侧视示意图；图4是矿井专用气相色谱仪气路系统结构示意图；图5是矿井专用气相色谱仪温控电路电气原理示意图；图6是矿井专用气相色谱仪测温电路电气原理示意图；图7是矿井专用气相色谱仪热导池检测器电气原理示意图；图8是矿井专用气相色谱仪氢焰检测器的微电流放大器电气原理示意图。图中，(1)是气路系统前面板；(2)是样品气进口；(3)是十通阀的旋钮；(4)是样品气出口；(5)是压力表；(6)是并列的一组流量计，自左至右依次是氢气载气双气路、氮气和空气；(7)是一组稳流阀，其位置依次和(6)一一对应；(8)是色谱柱室的前面板；(9)是(8)的定位螺丝；(10)是散热孔；(11)和(12)是点火孔；(13)是氢焰信号插座；(14)是气路部件及其支架；(15)是转化炉；(16)是热导池检测器；(17)是氢焰检测器；(18)是色谱柱室；(19)、(20)是氢焰和热导的色谱柱；(21)是风扇叶；(22)是定量管及其支架；(23)是铂电阻；(24)是碱石棉柱；(25)是电机；(26)是氢气钢瓶；(27)是氮气钢瓶；(28)是空气钢瓶；(29)是减压阀；(30)是净化器；(31)是稳压阀；(32)是压力表；(33)是稳流阀；(34)是转子流量计；(35)是十通阀。图5～8的电气原理，与现有技术基本一致，其连接关系见示意图所示。操作过程示意1.通载气，调节各支路稳流阀，使载气流速达到给定值；2.打开主机电源开关，接通电源；3.调节温控器升温；4.送空气、氮气；5.氢焰检测器点火；6.待基线和仪器达到稳定后，进样分析；7.完成分析任务后，先切断电源；8.关闭空气和氮气；9.关闭载气。本技术与现有技术相比，具有明显的优越性1.采用十通阀一次进样，载气采用并联双气路系统，可同时进行常量和微量的分析，共可检测8种气体，减少了分析误差，提高了分析速度；2.专用性强，操作方便，分析速度快，灵敏度高，噪声低，运行稳定可靠；3.可方便地配用各种型号的色谱处理机和记录仪；4.使用范围广，主要用于煤矿气体成分、自然发火、预测预报的日常分析，检测矿井瓦斯等级，校验瓦斯检测仪等。如果发生井下火灾事故，火区封闭前后，可连续检测火区气体组成，及时提供火区气体变化情况，为火区管理与起封随时提供科学依据。还广泛适用于各种矿井如铁矿井、钨矿井、锡矿井、国防及坑道、隧道施工，地铁作业、深井下作业和环保、科研等部门。实施本技术，可以有多种技术方案，例如实施例KSP－901型矿井专用气相色谱仪主机分为两大部分，右半部分为气路系统，其上部后方安装转化炉；左半部分以色谱柱室为核心，在色谱柱室内安装着两个色谱柱，一个和热导池检测器串联，另一个和氢焰检测器串联；在色谱柱室的上方分别安装氢焰检测器和热导池检测器，电气系统连接线在外壳后面板上。采用十通阀进样，逆时针旋转为取样状态，两取样管串联，样品从进样口输入；十通阀顺时针旋转为进样状态，定量管气体样品由载气带入色谱柱进行分离。载气采用钢瓶氢气。载气自高压瓶进入减压阀，减压至约0.4MPa后，通过净化器除去水份和杂质，经稳压阀稳定在0.25MPa，然后通过三通接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种属于检测仪器领域中，气相色谱仪范围的由主机部分、电气部分和记录、处理部分等组成的矿井专用气相色谱仪，本实用新型的特征是：１．１．主机部分中，一侧为并列的气路系统，气路系统中，载气为并联双气路，进样系统中，采用十通阀一次进样，定量管定 量，另一侧是并列的热导池检测器和氢焰检测器及分别与热导池检测器和氢焰检测器相串联的色谱柱，不锈钢的色谱柱室内设低噪声风机，在氢焰检测器和色谱柱室之间，串接有封闭式镍触媒转化炉。１．２．电气部分中，包括１．２．１．色谱柱室、转化炉、热 导池检测器和氢焰检测器的温控电路、测温及补偿电路。１．２．２．热导池检测器的测量电路、它的稳压电源和信号衰减网络。１．２．３．氢焰检测器的微电流放大器。１．３．记录、处理部分包括记录仪和微处理机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：司志国，亓传盈，曹伯清，李长恕，丁鲁生，候宇刚，姜忠健，
申请(专利权)人：淄博矿务局机械制造厂，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]