水同位素分析仪的气体进样装置制造方法及图纸

为了解决现有技术对含氢样品中氘含量测试过程复杂，测试结果准确度不高，无法实现对少量含氢样品和含水气体的氘含量进行测试，以及当含水气体不是大气时，无法得到准确的氘含量测试结果的技术问题，本发明专利技术公开一种水同位素分析仪的气体进样装置及方法，其中，气体进样装置包括依次连接的进样口

【技术实现步骤摘要】
水同位素分析仪的气体进样装置、进样方法及测量方法


[0001]本专利技术涉及一种分析测量仪器的气体进样装置及方法，尤其涉及一种水同位素分析仪的气体进样装置
、
进样方法及测量方法
。

技术介绍

[0002]水同位素分析仪是一种基于红外光谱法的水同位素比值测量仪器，用于对水中的氘含量进行测试，在地质
、
环境
、
生物
、
医学
、
能源
、
考古等领域具有广泛的应用
。
水同位素分析仪的测试对象为水，其它含氢样品必须先转化为水才能对其中的氘含量进行测试
。
[0003]目前含氢样品常用的收集方法是先将含氢样品氧化为气态水，再以液态水的方式收集，最后将收集到的液态水通过水同位素分析仪进行测试，从而获取含氢样品中的氘含量
。
但该方法收集液态水的过程较为复杂，且难以使含氢样品
100
％转化为液态水，含氢样品在氧化收集过程中会发生分馏，从而影响最终的测试结果
。
另外，在使用同位素分析仪进行测试时，一般要求收集到的液态水的量在毫升量级，采用此收集方法，对应含氢样品的量需在升量级，若仅有少量含氢样品时，则收集到的液态水的量根本无法满足同位素分析仪的测试需求
。
[0004]此外，还可采用大气直接进样法，通过水同位素分析仪实时监测大气中水的氘含量，但要求进样的气体需不断的循环，因此，此方法对大气的需求量极大
(
通常在立方米量级
)
，无法实现对少量含水大气的氘含量的测试
。
同时当含水气体不是大气，而是其它气体时，无法得到准确的氘含量测试结果，进而无法实现对少量含水气体的测试
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术对含氢样品中氘含量测试过程复杂，测试结果准确度不高，无法实现对少量含氢样品和含水气体的氘含量进行测试，以及当含水气体不是大气时，无法得到准确的氘含量测试结果的技术问题，而提供一种水同位素分析仪的气体进样装置
、
进样方法及测量方法
。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种水同位素分析仪的气体进样装置，设置于水同位素分析仪的进口端，其特殊之处在于：
[0008]包括通过管路依次连接的进样口
、
气体进样器
、
氧化柱
、
气体缓存罐，以及真空泵和加热装置；
[0009]所述进样口包括并联设置的气体进样口
、
含氢样品进样口及含水样品进样口；所述气体进样口和含氢样品进样口的出口端设有干燥单元，干燥单元的出口端
、
含水样品进样口的出口端及气体进样器入口端之间的连接管路上设有第一控制阀，用于控制对应管路通道的打开和关闭；
[0010]所述气体进样器用于控制待测样品的进入量，其出口端的管路上设有与氧化柱并联的旁通管路，旁通管路与氧化柱两端管路的连接处分别设有第二控制阀和第三控制阀，
用于控制对应管路的打开和关闭；
[0011]所述气体缓存罐的输出端与水同位素分析仪的进口端连接，用于收集待测样品并将其输送至水同位素分析仪中；
[0012]所述真空泵位于气体缓存罐入口端或出口端的管路上；所述加热装置分别设置在与气体进样器
、
氧化柱
、
气体缓存罐及各连接管路对应的位置，用于将气体进样器
、
氧化柱
、
气体缓存罐及各连接管路加热至预定温度
。
[0013]进一步地，还包括用于输入标准样品的微量进样器；微量进样器位于气体进样器的输出端与第二控制阀之间的连接管路上；所述加热装置还用于将微量进样器加热至预定温度
。
[0014]进一步地，所述干燥单元的出口端安装有湿度传感器，用于检测所通入气体或待测样品的干燥程度；所述氧化柱出口端安装有氢气传感器，用于检测氢气的氧化程度和氧化柱的使用状态
。
[0015]进一步地，所述干燥单元内填充有不含氢的干燥剂；所述氧化柱内填充有不含氢的氧化剂
.
[0016]进一步地，所述第一控制阀
、
第二控制阀及第三控制阀分别为三通阀
。
[0017]同时，本专利技术还提供了一种水同位素分析仪的气体进样方法，其特殊之处在于，采用上述的水同位素分析仪的气体进样装置，用于含氢样品进样，包括以下步骤：
[0018]S1
，分别调节第一控制阀
、
第二控制阀及第三控制阀，使得干燥单元
、
气体进样器
、
氧化柱及气体缓存罐连通，形成进样通道；
[0019]S2
，通过加热装置分别将气体进样器
、
氧化柱
、
气体缓存罐及所有连接管路加热至预定温度；
[0020]S3
，通过真空泵对进样通道进行抽真空处理；
[0021]S4
，通过气体进样口输入冲洗气体，对进样通道进行多次冲洗，并在最后一次冲洗后通过真空泵对进样通道再次进行抽真空处理；所述冲洗气体为与含氢样品的其他成分一致的气体，所述其他成分指含氢样品中除氢之外的其他成分；
[0022]S5
，关闭气体缓存罐的入口，含氢样品通过含氢样品进样口进入，依次经干燥单元
、
气体进样器后进入氧化柱内；
[0023]S6
，待含氢样品经氧化柱氧化为水后，打开气体缓存罐的入口，完成含氢样品的收集；
[0024]S7
，打开气体缓存罐的出口，含氢样品进入水同位素分析仪内，从而完成含氢样品的进样
。
[0025]进一步地，
S2
中，所述气体进样器
、
气体缓存罐及所有连接管路的预定温度为
40℃
～
150℃
；所述氧化柱的预定温度为
150℃
～
650℃。
[0026]同时，本专利技术还提供了一种水同位素分析仪的气体测量方法，其特殊之处在于，采用水同位素分析仪及本专利技术提供的一种水同位素分析仪的气体进样装置，包括以下步骤：
[0027]S1
，根据本专利技术所述的一种水同位素分析仪的气体进样方法，完成含氢样品的进样；
[0028]S2
，采用水同位素分析仪对含氢样品的氘含量进行测试，得到测试值；
[0029]S3
，对标准样品进样及测量
[0030]S3.1
，分别调节第一控制阀
、
第二控制阀及第三控制阀，使得干燥单元
、
气体进样器
、
氧化柱及气体缓存罐连通，形成进样通道；
[0031]S3.2
，通过加热装置分别将气体进样器<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水同位素分析仪的气体进样装置，设置于水同位素分析仪
(13)
的进口端，其特征在于：包括通过管路依次连接的进样口
、
气体进样器
(1)、
氧化柱
(2)、
气体缓存罐
(3)
，以及真空泵
(4)
和加热装置；所述进样口包括并联设置的气体进样口
(5)、
含氢样品进样口
(6)
，及含水样品进样口
(7)
；所述气体进样口
(5)
和含氢样品进样口
(6)
的出口端设有干燥单元
(8)
，干燥单元
(8)
的出口端
、
含水样品进样口
(7)
的出口端及气体进样器
(1)
入口端之间的连接管路上设有第一控制阀
(9)
，用于控制对应管路通道的打开和关闭；所述气体进样器
(1)
用于控制待测样品的进入量，其出口端的管路上设有与氧化柱
(2)
并联的旁通管路
(10)
，旁通管路
(10)
与氧化柱
(2)
两端管路的连接处分别设有第二控制阀
(11)
和第三控制阀
(12)
，用于控制对应管路通道的打开和关闭；所述气体缓存罐
(3)
的输出端与水同位素分析仪
(13)
的进口端连接，用于收集待测样品并将其输送至水同位素分析仪
(13)
中；所述真空泵
(4)
位于气体缓存罐
(3)
入口端或出口端的管路上；所述加热装置分别设置在与气体进样器
(1)、
氧化柱
(2)、
气体缓存罐
(3)
及各连接管路对应的位置，用于分别将气体进样器
(1)、
氧化柱
(2)、
气体缓存罐
(3)
及各连接管路加热至预定温度
。2.
根据权利要求1所述的水同位素分析仪的气体进样装置，其特征在于：还包括用于输入标准样品的微量进样器
(14)
；微量进样器
(14)
位于气体进样器
(1)
的输出端与第二控制阀
(11)
之间的连接管路上；所述加热装置还用于将微量进样器
(14)
加热至预定温度
。3.
根据权利要求2所述的水同位素分析仪的气体进样装置，其特征在于：所述干燥单元
(8)
的出口端安装有湿度传感器，用于检测所通入气体或待测样品的干燥程度；所述氧化柱
(2)
出口端安装有氢气传感器，用于检测氢气的氧化程度及氧化柱
(2)
的使用状态
。4.
根据权利要求3所述的水同位素分析仪的气体进样装置，其特征在于：所述干燥单元
(8)
内填充有不含氢的干燥剂；所述氧化柱
(2)
内填充有不含氢的氧化剂
。5.
根据权利要求4所述的水同位素分析仪的气体进样装置，其特征在于：所述第一控制阀
(9)、
第二控制阀
(11)
及第三控制阀
(12)
分别为三通阀
。6.
一种水同位素分析仪的气体进样方法，其特征在于，采用权利要求1‑5任一所述的水同位素分析仪的气体进样装置，用于含氢样品进样，包括以下步骤：
S1
，分别调节第一控制阀
(9)、
第二控制阀
(11)
及第三控制阀
(12)
，使得干燥单元
(8)、
气体进样器
(1)、
氧化柱
(2)
及气体缓存罐
(3)
连通，形成进样通道；
S2
，通过加热装置分别将气体进样器
(1)、
氧化柱
(2)、
气体缓存罐
(3)
及所有连接管路加热至预定温度；
S3
，通过真空泵
(4)
对进样通道进行抽真空处理；
S4
，通过气体进样口
(5)
输入冲洗气体，对进样通道进行多次冲洗，并在最后一次冲洗后通过真空泵
(4)
对进样通道再次进行抽真空处理；所述冲洗气体为与含氢样品的其他成分一致的气体，所述其他成分指含氢样品中除氢之外的其他成分；
S5
，关闭气体缓存罐
(3)
的入口，含氢样品通过含氢样品进样口
(6)
进入，依次经干燥单元
(8)、
气体进样器
(1)
后进入氧化柱
(2)
内；
S6
，待含氢样品经氧化柱
(2)
氧化为水后，打开气体缓存罐
(3)
的入口，完成含氢样品的收集；
S7
，打开气体缓存罐
(3)
的出口，含氢样品进入水同位素分析仪
(13)
内，从而完成含氢样品的进样
。7.
根据权利要求6所述的水同位素分析仪的气体进样方法，其特征在于：
S2
中，所述气体进样器
(1)、
气体缓存罐
(3)
及所有连接管路的预定温度为
40℃
～
150℃
；所述氧化柱
(2)
的预定温度为
150℃
～
650℃。8.
一种水同位素分析仪的气体测量方法，其特征在于，采用水同位素分析仪
(13)
及权利要求1‑5任一所述的水同位素分析仪的气体进样装置，包括以下步骤：
S1
，根据权利要求6或7所述的水同位素分析仪的气体进样方法，完成含氢样品的进样；
S2
，采用水同位素分析仪
(13)
对含氢样品的氘含量进行测试，得到测试值；
S3
，对标准样品进样及测量
S3.1
，分别调节第一控制阀
(9)、
第二控制阀
(11)
及第三控制阀
(12)
，使得干燥单元
...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳晨午，曹天，韦冠一，吴吉喆，唐寒冰，刘龙波，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：