一种移动便携式气体分析色谱仪制造技术

本发明专利技术公开了一种移动便携式气体分析色谱仪，所述移动便携式气体分析色谱仪包括前端气流稳压模块、进样模块、温控模块、检测模块和处理模块；所述前端气流稳压模块包括载气电磁阀、EPC模块、稳流阀，所述进样模块包括第一色谱柱、六通阀和第二色谱柱；所述第一色谱柱的出口与六通阀的入口连通；所述六通阀的出口与第二色谱柱连通；所述温控模块包括色谱柱温控模块和检测器温控模块；所述检测模块包括SOFC检测器；所述处理模块包括计算模块和控制模块。本发明专利技术利用单检测器、单载气、单次进样就实现了变压器油中溶解气体的全六组分、免标定检测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
一种移动便携式气体分析色谱仪


[0001]本申请属于气相色谱检测
，具体涉及一种移动便携式气体分析色谱仪。

技术介绍

[0002]大型油浸式电力变压器作为电力系统的枢纽设备，对电网的安全稳定运行至关重要。油浸式变压器采用的绝缘材料主要是绝缘纸与矿物绝缘油，变压器内部如有放电、过热等潜伏性故障发生，会造成绝缘纸、变压器油等有机绝缘材料的分解，并在分解过程中产生H2、CO及其他分子量小的烃类气体。电力充油设备早期故障诊断必须进行油中溶解气体分析，其中乙炔是反应放电故障，如火花放电、电弧放电的关键特征气体，受到电力部门的重点关注。
[0003]变压器油中溶解气体分析有离线和在线两种类型，由于实验室离线检测存在间隔较长、流程复杂等诸多不足，且实验室离线仪器需要的气源多且体积笨重，且需要危险气体氢气，不能用于现场监测，不利于发现突发故障，而现场监测技术具有实时性强、自动化程度高等优点，已在实际电力工业中得到应用。但是目前现场运行的变压器油中气体在线监测装置因测量数据误差导致的误报警率较高，且需要定期对传感器进行标定，其测量误差大、维护工作量大的问题仍然亟需解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种移动便携式SOFC绝缘油中气体分析色谱仪及定量方法，可以稳定、可靠的运行在变电站现场，主要应用于大型变压器的绝缘油中溶解气体现场分析。
[0005]解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是：一种移动便携式气体分析色谱仪，包括前端气流稳压模块、进样模块、温控模块、检测模块和处理模块；所述前端气流稳压模块包括载气电磁阀、EPC模块、稳流阀，所述EPC模块前设置所述载气电磁阀；所述进样模块包括第一色谱柱、六通阀和第二色谱柱；所述第一色谱柱的出口与六通阀的入口连通；所述六通阀的出口与第二色谱柱连通；温控模块包括色谱柱温控模块和检测器温控模块；所述检测模块包括SOFC检测器；所述SOFC检测器的入口与第一色谱柱和第二色谱柱的出口连接；所述SOFC检测器的出口放空；所述处理模块包括计算模块和控制模块。
[0006]优选地，所述第一色谱柱为GDX502色谱柱。
[0007]优选地，所述第二色谱柱为5A色谱柱.优选地，所述色谱柱温控模块包括固态继电器A、加热变压器、加热铝块、加热保温棉；所述第一色谱柱和第二色谱柱的色谱柱绕成螺旋状，盘在加热铝块上。
[0008]优选地，所述检测器温控模块包括固态继电器B和加热炉，所述加热炉包括炉体、
control电子气路控制）1、稳流阀2，所述EPC模块1与载气气源装置（本实施例中为小型压缩钢瓶）的出口连接，所述载气气源装置的出口与EPC模块1之间设有载气电磁阀3和流量计16；所述EPC模块1的出口通过稳流阀2与第一色谱柱前端连接。所述载气电磁阀3、EPC模块1、稳流阀2、流量计16均与控制模块连接。
[0021]所述进样模块包括进样电磁阀5、第一色谱柱、六通阀4和第二色谱柱。具体的，所述第一色谱柱为GDX502色谱柱；所述第二色谱柱为5A色谱柱。所述GDX502色谱柱的出口与六通阀的入口连接；所述六通阀的出口与5A色谱柱连接。所述GDX色谱柱和5A色谱柱安装于色谱柱箱11内。
[0022]温控模块包括色谱柱温控模块和检测器温控模块。
[0023]所述色谱柱温控模块包括依次连接的固态继电器A14、加热变压器12、加热铝块18。所述固态继电器A14与控制模块连接。所述加热变压器通过支架13固定于便携式机箱内。所述GDX502色谱柱和5A色谱柱的色谱柱绕成螺旋状，盘在加热铝块上，在处理模块的PID温控算法作用下保持加热铝块恒定的温度。
[0024]所述色谱柱箱11内四周设有加热保温棉19。
[0025]所述检测器温控模块包括固态继电器B15和加热炉6，所述加热炉包括炉体7、热电偶20、加热管24、加热丝21、高温保温棉22、固定螺栓23。所述炉体7通过固定螺栓23固定在便携式箱体内，所述炉体7的中间设有中空的加热管24，所述加热管24外盘旋绕设有加热丝21，所述加热丝21外设有高温保温棉22，所述加热丝21与固态继电器B15连接，所述热电偶的热端位于加热管内。所述固态继电器B15、热电偶20与控制模块连接。
[0026]所述检测模块包括SOFC检测器8；所述SOFC检测器的入口与GDX色谱柱和5A色谱柱的出口连接；所述SOFC检测器8的出口放空。
[0027]所述固态继电器A、固态继电器B、载气电磁阀、进样电磁阀、SOFC检测器均与电源开关连接。
[0028]本专利技术的工作过程如下：采用小型压缩钢瓶作为载气气源，打开电源开关9，打开载气电磁阀3，经小型压缩钢瓶的减压阀减压后输出的氮气，通过EPC模块1、稳流阀2稳压稳流后，稳定后的气源接入GDX502色谱柱和5A色谱柱的前端，从而保持平稳的柱前压力。调整EPC模块1的参数，得到合适的柱前压和气路流量，从而调整GDX502色谱柱和5A色谱柱到最佳分离状态。结合SOFC检测器、GDX502色谱柱和5A色谱柱的温度控制，确保各个部分工作在最佳环境参数。打开进样电磁阀5，所有样品气首先进入到GDX502色谱柱中，H2、CO、CH4在GDX502色谱柱中进行初步分离，然后进入5A色谱柱进行细分，在H2、CO、CH4完成分离以后，依次在SOFC检测器上出峰并检测；然后切换六通阀，C2H4，C2H6，C2H2依次从GDX502色谱柱分离出来以后，再依次在SOFC检测器上出峰并检测，最后通过氧离子积分算法进行定量。
[0029]本专利技术所有的操作均通过处理模块（嵌入式Linux系统）进行自动控制，没有人为因素的干扰，减少了整机系统分析的误差，提高了系统分析的准确性。
[0030]该移动便携式气体分析色谱仪体积小，仅需要一种气源，便于车载及移动。检测器类型为新型SOFC传感器，采用氧离子积分算法，无需标定，既可以在现场进行快速、准确的绝缘油色谱分析，对在线监测装置进行校准，也可以进行常规的实验室色谱分析。
[0031]实施例2：本实施例与实施例1的区别在于：所述进样模块还包括微型气缸25，所述微型气缸
的出口与第一色谱柱的进口连通。本实施例中，所述样品气存储于微型气缸中。打开进样电磁阀，样品气进入到GDX502色谱柱中。
[0032]实施例3：一种使用移动便携式气体分析色谱仪的定量方法，所述定量方法为氧离子积分算法,由计算模块进行计算，具体为：先将色谱图电压包络曲线换算为氧离子浓度曲线，当色谱仪中没有绝缘油中溶解的微量气体进入时，SOFC检测器两侧电解质表面氧离子浓度差恒定，可以维持恒定的色谱基线输出。当经过色谱柱分离的绝缘油中溶解的微量气体进入时，SOFC检测器两侧电解质表面氧离子浓度差加大，通过积分法计算SOFC检测器电解质表面氧离子的消耗量，从而计算得出各组份微量气体的摩尔量，再结合进样体积及压力，算出绝缘油中各组分微量气体的浓度。
[0033]上述过程只需从头计算，无需标气标定，从而为绝缘油中微量气体直接定量提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移动便携式气体分析色谱仪，其特征在于：包括前端气流稳压模块、进样模块、温控模块、检测模块和处理模块；所述前端气流稳压模块包括载气电磁阀、EPC模块、稳流阀，所述EPC模块前设置所述载气电磁阀；所述进样模块包括第一色谱柱、六通阀和第二色谱柱；所述第一色谱柱的出口与六通阀的入口连通；所述六通阀的出口与第二色谱柱连通；温控模块包括色谱柱温控模块和检测器温控模块；所述检测模块包括SOFC检测器；所述SOFC检测器的入口与第一色谱柱和第二色谱柱的出口连接；所述SOFC检测器的出口放空；所述处理模块包括计算模块和控制模块。2.根据权利要求1所述的移动便携式气体分析色谱仪，其特征在于：所述第一色谱柱为GDX502色谱柱。3.根据权利要求1所述的移动便携式气体分析色谱仪，其特征在于：所述第二色谱柱为5A色谱柱。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：范竞敏，肖金，曾伟良，曹云飞，
申请(专利权)人：佛山速敏智能仪器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：