低沸点电子气体密闭取样系统及取样方法技术方案

本发明专利技术公开了一种低沸点电子气体密闭取样系统及取样方法，涉及低沸点气体取样技术领域。低沸点电子气体密闭取样系统，包括取样瓶、吹扫置换系统和冷却系统；冷却系统包括冷却筒，冷却筒筒壁设有与外部管线连通的夹层，夹层中装有冷媒，外部管线上装有循环泵，冷却筒中装有取样瓶；取样瓶两侧分别设有进气管和出气管，进气管和出气管分别通过三通阀门与吹扫置换系统连接，吹扫置换系统包括高纯气体吹扫系统、样品气引入系统、吹扫气检测系统、废气排出系统和真空系统。本发明专利技术提出的取样系统及取样方法实现不同种类低沸点电子气体的密闭取样，有效防止空气对产品造成污染。取样系统采用冷却筒对低沸点电子气体进行冷却液化富集，增大取样量。

【技术实现步骤摘要】
低沸点电子气体密闭取样系统及取样方法
本专利技术涉及低沸点电子气体取样
，尤其涉及一种低沸点电子气体密闭取样系统及取样方法。
技术介绍
电子气体指半导体延伸、离子注进、掺杂、腐蚀、洗涤等过程中使用到的一些化学气体。电子气体中有一些具有低沸点，高腐蚀性，有毒，与空气中的某些成分发生发应等。在取样过程中发生化学反应，极易被污染，泄漏对环境造成污染，影响人员健康。低沸点的电子气体在常温下是气态，必须进行密闭取样。由于极微量的污染对电子级的物料影响很大，因此取样系统必须保证洁净无污染。密闭采样适用于石油化工装置中各种有毒、有害、易燃、易爆等危险性的中、低压气、液介质的取样。样品采集的真实性强，无残液、残气排放，有效地防止有毒有害介质对使用者的损伤，同时也避免造成环境污染，以及易燃易爆介质在采样时可能造成的危险事故。一般气体密闭采样采集样品为气态，由于需要大量的样品进行检测，气体样品一般通过加压进行液化，压力过高安全隐患较大，对样品瓶强度要求较高。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低沸点电子气体密闭取样系统及取样方法，采用简单的冷却系统在常温常压条件下将样品液化，对气体样品进行富集，装置安全性强。为实现此技术目的，本专利技术装置采用如下方案：一种低沸点电子气体密闭取样系统，包括取样瓶、吹扫置换系统和冷却系统；冷却系统包括冷却筒，冷却筒筒壁设有与外部管线连通的夹层，夹层中装有冷媒，外部管线上装有循环泵，冷却筒中装有取样瓶；取样瓶包括瓶盖和瓶体，瓶盖两侧分别设有进气管和出气管，进气管和出气管上分别装有气管开关阀，进气管和出气管分别通过三通阀门与吹扫置换系统的主管路连接，两个三通阀门间通过管道连接；取样瓶进气管的三通阀门外侧设有质量流量计；吹扫置换系统的主管路上装有气动阀和压力传感器，气动阀与压力传感器间的主管路上设有吹扫气检测系统，气动阀与质量流量计间的主管路上设有样品气引入系统和高纯气体吹扫系统，压力传感器右侧设有废气排出系统和真空系统；高纯气体吹扫系统、样品气引入系统、吹扫气检测系统、废气排出系统和真空系统分别设有气动阀，高纯气体吹扫系统在气动阀前设有气体过滤器和气动微漏阀。与现有技术相比，本专利技术装置的有益效果在于：本专利技术提出的取样系统实现不同种类低沸点电子气体的密闭取样，有效防止空气对产品造成污染。取样系统采用冷却筒对低沸点电子气体进行冷却液化富集，增大取样量；同时吹扫置换系统设有质量流量计，保证取样精准度；安装有压力传感器，实时监控系统压力，防止压力过大对系统造成伤害；采用气动阀门，便于实现取样过程的远程控制，增加操作安全性。本专利技术装置的优选方案为：取样瓶内设有与进气管连通的进气支管，进气支管出口位于瓶体下部。取样瓶瓶体为全氟烷氧基树脂材质，瓶体耐腐蚀，外渗量少不易污染取样液体，同时瓶体透明，便于观察取样液体的情况。冷媒为乙二醇冷冻液或液氮，根据取样气体的沸点不同配置不同温度的冷媒。吹扫置换系统入口设有气体纯化器，确保进入系统吹扫气体的纯度，防止管路污染。冷却筒为不锈钢材质，冷却筒一侧下部设有与夹层连通的进液管线，冷却筒另一侧上部设有与夹层连通的出液管线，进液管线上装有循环泵和进口阀，循环泵位于进口阀外侧，出液管线上装有出口阀。不锈钢材质使用寿命长，不易损坏。高纯气体吹扫系统和样品气引入系统的进口端，吹扫气检测系统、废气排出系统和真空系统的出口端分别设有手动阀，在气动阀出现故障时应急使用手动阀，增加系统安全性。废气排出系统的手动隔膜阀出口端管道上装有单向阀。气动阀和手动阀分别采用隔膜阀，隔膜阀关键部件不与取样气体接触，不易腐蚀。为实现此技术目的，本专利技术方法采用如下方案：低沸点电子气体密闭取样系统的取样方法，包括如下步骤：S1、连接取样瓶：打开吹扫置换系统中的手动阀门，关闭低沸点电子气体密闭取样系统的气动阀门；S1-1、系统置换：S1-1-1、充压作业：打开质量流量计和取样瓶两侧的三通阀门，使气体由左侧三通阀门经管道到达右侧三通阀门，同时打开高纯气体吹扫系统的气动阀门，进行充压作业，充压作业完成后关闭高纯气体吹扫系统的气动阀门；S1-1-2、泄压作业：打开废气排出系统的气动隔膜阀，进行泄压作业，泄压作业完成后关闭废气排出系统的气动隔膜阀；S1-1-3、抽真空作业：打开真空系统的气动隔膜阀，进行抽真空作业，抽真空完成后关闭真空系统的气动隔膜阀；反复循环上述操作，直到系统内原气体全部置换出去，关闭取样系统的所有气动阀门，完成取样系统置换作业；S1-2、置换气分析：按照步骤S1-1-1进行充压作业，达到充压设置值后打开吹扫气检测系统，对置换气进行分析，分析结果不合格，重复系统置换作业，直到分析结果合格后，按照步骤S1-1-2进行泄压作业，泄压作业完成后关闭取样系统的所有气动阀门，完成置换气分析作业；S1-3、连接取样瓶：打开高纯气体吹扫系统的气动阀门、取样瓶两侧的三通阀门、吹扫置换系统主管路的气动隔膜阀，将取样瓶的进气管、出气管分别与取样瓶两侧的三通阀门连接；S1-4、保压作业：关闭吹扫置换系统主管路的气动隔膜阀，打开取样瓶进气管和出气管上的气管开关阀门进行充压作业，达到充压设置值后进行正压保压作业；正压保压结束后，关闭高纯气体吹扫系统，打开废气排出系统进行泄压，泄压后关闭废气排出系统，打开真空系统进行抽真空作业，达到真空设置值后进行负压保压，负压保压结束后关闭所有气动阀门；S1-5、保压作业通过后进行S1-1系统置换作业和S1-2置换气分析作业；S2、取样：打开冷却系统的进口阀、出口阀和循环泵，将取样瓶放入冷却筒中；打开质量流量计，设置取样量，打开样品气引入系统进行取样，取样完成后关闭样品气引入系统的气动阀和取样瓶两侧的气管开关阀，取样完成；S3、拆卸取样瓶：S3-1、按照步骤S1-1进行系统置换，之后按照步骤S1-2进行置换气分析；S3-2、关闭高纯气体吹扫系统的气体微漏阀，打开高纯气体吹扫系统的气动隔膜阀，将取样瓶由两侧三通阀门连接处拆卸，拆后立即用堵头堵上三通阀门的出口，关闭高纯气体吹扫系统的气动隔膜阀，关闭取样系统所有阀门。与现有技术相比，本专利技术方法的有益效果在于：本专利技术提供的取样方法实现不同种类低沸点电子气体的密闭取样，有效防止空气对产品造成污染，增加取样精确度；同时采用简单冷却筒的方式对电子气体实现液化富集，增大取样量，取样瓶拆下后移动到其他位置或设备上对样品气进行不同类别检测；除连接拆卸取样瓶，其他操作远程操控自动进行，降低了操作人员的劳动强度。本专利技术方法的优选方案为：压力传感器设置有超压报警系统。步骤S1-1的系统置换作业反复循环次数为7次。连接取样瓶前，将取样瓶在100级洁净室用超纯水清洗干净并晾干。附图说明图1为本专利技术实施例提供的低沸点电子气体密闭取样系统的示意图；图2为本专利技术实施例提供的冷却系统的示意图；图3为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低沸点电子气体密闭取样系统，包括取样瓶、吹扫置换系统和冷却系统；其特征在于，冷却系统包括冷却筒，冷却筒筒壁设有与外部管线连通的夹层，夹层中装有冷媒，外部管线上装有循环泵，冷却筒中装有取样瓶；/n取样瓶包括瓶盖和瓶体，瓶盖两侧分别设有进气管和出气管，进气管和出气管上分别装有气管开关阀，进气管和出气管分别通过三通阀门与吹扫置换系统的主管路连接，两个三通阀门间通过管道连接；/n取样瓶进气管的三通阀门外侧设有质量流量计；吹扫置换系统的主管路上装有气动阀和压力传感器，气动阀与压力传感器间的主管路上设有吹扫气检测系统，气动阀与质量流量计间的主管路上设有样品气引入系统和高纯气体吹扫系统，压力传感器右侧设有废气排出系统和真空系统；/n高纯气体吹扫系统、样品气引入系统、吹扫气检测系统、废气排出系统和真空系统分别设有气动阀，高纯气体吹扫系统在气动阀前设有气体过滤器和气动微漏阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种低沸点电子气体密闭取样系统，包括取样瓶、吹扫置换系统和冷却系统；其特征在于，冷却系统包括冷却筒，冷却筒筒壁设有与外部管线连通的夹层，夹层中装有冷媒，外部管线上装有循环泵，冷却筒中装有取样瓶；
取样瓶包括瓶盖和瓶体，瓶盖两侧分别设有进气管和出气管，进气管和出气管上分别装有气管开关阀，进气管和出气管分别通过三通阀门与吹扫置换系统的主管路连接，两个三通阀门间通过管道连接；
取样瓶进气管的三通阀门外侧设有质量流量计；吹扫置换系统的主管路上装有气动阀和压力传感器，气动阀与压力传感器间的主管路上设有吹扫气检测系统，气动阀与质量流量计间的主管路上设有样品气引入系统和高纯气体吹扫系统，压力传感器右侧设有废气排出系统和真空系统；
高纯气体吹扫系统、样品气引入系统、吹扫气检测系统、废气排出系统和真空系统分别设有气动阀，高纯气体吹扫系统在气动阀前设有气体过滤器和气动微漏阀。


2.根据权利要求1所述的低沸点电子气体密闭取样系统，其特征在于，取样瓶内设有与进气管连通的进气支管，进气支管出口位于瓶体下部。


3.根据权利要求1所述的低沸点电子气体密闭取样系统，其特征在于，取样瓶瓶体为全氟烷氧基树脂材质。


4.根据权利要求1所述的低沸点电子气体密闭取样系统，其特征在于，冷媒为乙二醇冷冻液或液氮。


5.根据权利要求1所述的低沸点电子气体密闭取样系统，其特征在于，吹扫置换系统入口设有气体纯化器。


6.根据权利要求1所述的低沸点电子气体密闭取样系统，其特征在于，冷却筒为不锈钢材质，冷却筒一侧下部设有与夹层连通的进液管线，冷却筒另一侧上部设有与夹层连通的出液管线，进液管线上装有循环泵和进口阀，循环泵位于进口阀外侧，出液管线上装有出口阀。


7.根据权利要求1所述的低沸点电子气体密闭取样系统，其特征在于，高纯气体吹扫系统和样品气引入系统的进口端，吹扫气检测系统、废气排出系统和真空系统的出口端分别设有手动阀。


8.根据权利要求7所述的低沸点电子气体密闭取样系统，其特征在于，废气排出系统的手动阀出口端管道上装有单向阀。


9.根据权利要求7所述的低沸点电子气体密闭取样系统，其特征在于，气动阀和手动阀分别采用隔膜阀。


10.一种使用权利要求1-9任一项所述的低沸点电子气体密闭取样系统的取样方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、连接取样瓶：打开吹扫置换系统中的手动阀门，关闭低沸点电子气体密闭取样系统的气动阀门；
S1-1、系统置换：
S1-1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓咪，王春英，
申请(专利权)人：唐山三孚电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13