煤矿专用气相色谱仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种煤矿专用色谱仪，其特征在于，在氢焰检测器和色谱柱室之间独立的空间内没有转化炉，氢焰检测器进样阀和转化炉之间串有碳分子筛色谱柱，热导池检测器进样阀和热导池检测器之间串有５Ａ分子筛色谱柱。该色谱仪能一次进样在１５分钟内测量出煤矿井下空气中Ｏ－［２］、Ｎ－［２］、ＣＯ、ＣＨ－［４］、ＣＯ－［２］五种气体含量，精度高、时间快、运行稳定，为检测煤矿井下空气中气体成分的专用仪器。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气相色谱仪，特别是一种检测煤矿矿井空气的专用仪器。目前，石油、化工、农药、医药卫生、冶金工业等部门检验产品质量所用的色谱仪，多属于单一气体的检测，即每种检测器只能检验单一气体或少数几种气体。如测多种气体必须更换检测器。例SP－501N气相色谱仪用来检测煤矿井下空气成份时只能检测二种气体，因为氢焰检测器只能分析矿井空气中的甲烷气体，热导池检测器只能分析氧气，这两种检测器不能同时并用，而更换检测器的时间一次约24小时之久。SP－2307型气相色谱仪，由于热导、氢焰检测器进样都经过热导池测量臂，致使热导基线零点不稳定、噪音增大。本技术的目的是研制一种能够一次进样分析煤矿井下五种气体成分O2、N2、CO、CH4、CO2的气相色谱仪。本技术的解决方案是这样实现的在氢焰检测器(18)和色谱柱室(13)之间另设一独立的空间，在此空间内放置一转化炉(17)。转化炉(17)包括转化柱、转化炉炉体和恒温控制器。在氢焰检测器进样伐(16)和转化炉(17)之间串有碳分子筛色谱柱(15)，试样CO、CO2和CH4气体从氢焰检测器进样伐(16)进样，经碳分子筛(15)，转化炉(17)，氢焰检测器(18)后输出并记录。在热导池进样伐(11)和热导池检测器(10)之间串有5A分子筛色谱柱(14)，氧气和氮气从热导池进样伐(11)进样，经5A分子筛色谱柱(14)，热导池检测器(10)检测后输出并记录。色谱柱室内还有一风扇，以使柱室温度均匀。为了在氢焰检测器和热导池检测器同时并用时，用一块毫伏计能随时观测各自的温度，为此用一只转换开关来实现。转化炉的耐火材料陶土，铝钒土，耐火砖粉末等取泥状，这样耐火材料和电炉丝之间没有任何间隙，电炉丝不接触空气，因此不氧化，延长电炉丝的使用寿命。离子头至检测器外壳之间的连线加屏蔽，其内层为瓷管，外层用铜皮接地，以抗电场干扰，减少噪音，达到稳定基线的目的。本技术所能达到的效果如下1、能一次分析煤矿井下五种气体组分O2、N2、CO、CH4、CO2。2、各组分的保留时间短热导池检测器O2为1分，N2为1分10秒。氢焰检测器CO为1分另5秒；CH4为2分42秒；CO2为6分另2秒。3、分析周期快一个空气试样包括五种成分其分析时间为15分钟。4、分析精度高CO的最小检知量为0.5PPm。CO2的最小检知量为1.5PPm。CH4的最小检知量为0.6PPm。O2的最小检知量为0.15％。N2的最小检知量为0.36％。5、稳定性能好氢焰检测器一小时其基线漂移小于0.5mv。热导池检测器一小时其基线漂移小于0.2mv。附图说明图1为本技术的外型图。图2为本技术的气路流程图。图2中1－载气钢瓶(H2)2－辅助气钢瓶(N2)3－助燃气钢瓶(空气)4－减压器5－净化器(变色硅胶)6－稳压伐7－稳流伐8－压力表9－转子流量计10－热导池检测器11－热导池检测器进样伐12－碱石灰柱(吸收CO2)13－色谱柱室14－5A分子筛色谱柱15－碳分子筛色谱柱16－氢焰检测器进样伐17－转化炉18－氢焰检测器下面对照附图作进一步描述一、检测O2和N2的气路载气H2自高压钢瓶(1)经减压器(4)减压，通过净化器(5)除去水分和有机杂质导入色谱仪，在色谱仪内先由稳压伐(6)将载气压力稳定，特别要保持伐出口压力恒定，这样稳流伐(7)在进口压力恒定的情况下，不论出口处气阻如何变化，都能确保流速恒定。气体流量的选择，主要是通过稳流伐(7)调节，但稳流伐(7)的工作条件必须是输入恒定压力，所以在气路中稳流伐(7)应接在稳压伐(6)之后。载气流速的选择，也由稳流伐(7)调节，转子流量计(9)可指示气体流量，压力表(8)可以显示柱前压力。氧气和氮气的检测，试样用注射器或采样球胆注入热导池检测器进样伐(11)，经碱石灰柱(12)将试样中的CO2吸附(以保护5A分子筛)，进入5A分子筛色谱柱(14)，之后经热导池检测器(10)转变成电信号，再经热导池控制器输出至记录笔描绘成曲线色谱峰，根据色谱峰的曲线峰值计算出样品中各组分的含量。5A分子筛色谱柱(14)和碳分子筛色谱柱(15)同放在色谱柱室(13)内，该柱室为色谱柱提供的环境温度为80℃，为使柱室温度均匀其内装有风扇，带动风扇的电机固定在一托盘上，并用橡胶管支撑以便减震。热导池检测器(10)的测量线路是由四个阻值相同的热敏元件组成的惠斯顿电桥，热敏元件放在热导池池体的四个腔孔中，池体置于恒温的环境中，当只有载气通过时，由于池温和载气流速是恒定的，电桥处于平衡状态，无信号输出，当试样组分通过测量臂时，由于试样组分的热导系数和纯载气的热导系数不同，则热导带走的热量就不同，从而引起热敏元件的温度和阻值变化，使电桥失去平衡，有信号输出，由记录笔记录下来，形成色谱峰。二、检测CO、CH4、CO2的气路氢焰检测器(18)除载气外，还有辅助气N2和助燃气空气，N2自高压钢瓶(2)经减压器(4)减压，通过净化器(5)，稳压伐(6)，压力表(8)进入氢焰检测器(18)。助燃气空气自高压钢瓶(3)经减压器(4)，净化器(5)，稳压伐(6)，压力表(8)进入氢焰检测器(18)。CO、CO2、CH4试样用注射器或采样球胆注入氢焰检测器进样伐(16)，通过碳分子筛色谱柱(15)，转化炉(17)，进入氢焰检测器(18)，输出的电信号经微电流放大器后至记录笔，从而在记录纸上描绘出一组曲线色谱峰，根据色谱峰的曲线峰值计算出样品中各组分的含量。转化炉(17)共分为三部分1、转化柱内装“镍触媒”催化剂，其作用是在温度360℃的环境下，使镍在氢气中将CO、CO2置换成CH4其反应式为2、转化炉炉体其作用是为转化柱提供置换反应的360℃的热源。3、恒温控制器其作用是把转化炉的温度控制在360℃±5℃的范围内。这样，CO、CO2通过转化炉后均能置换成CH4，氢焰检测器就能与之反应，检测其浓度，达到同时测量CO、CO2、CH4三种气体的目的。权利要求1.一种由载气钢瓶、色谱柱、检测器组成的气相色谱仪，其特特征在于在氢焰检测器(18)和色谱柱室(13)之间独立的空间内设有转化炉(17)，在氢焰检测器进样阀(16)和转化炉(17)之间串有碳分子筛色谱柱(15)；热导池检测器进样阀(11)和热导池检测器(10)之间串有5A分子筛色谱柱(14)，色谱柱室(13)内装有风扇。2.根据权利要求1所述的色谱仪，其特征在于在该色谱仪上有一转换开关。3.根据权利要求2所述的色谱仪，其特征在于转化炉的耐火材料采用陶土、铝凡土、耐火砖粉末取泥状。4.根据权利要求3所述的色谱仪，其特征在于氢焰离子头引出线加屏蔽，该屏蔽其内层为瓷管，外层用铜皮接地。专利摘要本技术公开了一种煤矿专用色谱仪，其特征在于，在氢焰检测器和色谱柱室之间独立的空间内没有转化炉，氢焰检测器进样阀和转化炉之间串有碳分子筛色谱柱，热导池检测器进样阀和热导池检测器之间串有5A分子筛色谱柱。该色谱仪能一次进样在15分钟内测量出煤矿井下空气中O文档编号G01N30/02GK2045855SQ8821644公开日1989年10月11日 申请日期1988年12月28日 优先权日1988年12月28日专利技术者王奎君, 刘平, 林明, 翟乃金 申请人:山东淄博矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由载气钢瓶、色谱柱、检测器组成的气相色谱仪，其特征在于：在氢焰检测器（１８）和色谱柱室（１３）之间独立的空间内设有转化炉（１７），在氢焰检测器进样阀（１６）和转化炉（１７）之间串有碳分子筛色谱柱（１５）；热导池检测器进样阀（１１）和热导池检测器（１０）之间串有５Ａ分子筛色谱柱（１４），色谱柱室（１３）内装有风扇。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王奎君，刘平，林明，翟乃金，
申请(专利权)人：山东淄博矿务局，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]