一種全自動鹵素氣體測量裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種全自動鹵素氣體的測量裝置，包括氣路部分以及氣路控制部分，氣路部分包括氣體采集部件、進氣時間控制部件以及氣體測量部件；氣體采集部件用于采集被測氣體和空氣，并將采集到的兩種氣體通過各自管道輸送給進氣時間控制部件；進氣時間控制部件將兩種氣體通過一條輸出管道進行混合后輸送給氣體測量部件；氣體測量部件對混合后氣體濃度進行測量；氣路控制部分包括控制及數據處理模塊和數據顯示模塊，控制及數據處理模塊用于控制進氣時間控制部件兩種氣體的接通和斷開時間、接收氣體測量部件反饋的電信號并將該電信號經過計算處理后輸送給數據顯示模塊。本發明專利技術測量裝置，實現了鹵素氣體由1ppb-50ppm的實時在線測量；測量范圍寬、靈敏度高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于氣體檢測領域，具體涉及一種全自動鹵素氣體測量裝置。
技術介紹
碘吸附器是核空氣凈化系統中關鍵的凈化設備，主要應用于各類核設施(如核潛艇檢修基地、后處理廠、研究堆、核工業科研單位、核電站等)的除碘排風系統，是核設施正常運行及事故狀態下阻止放射性碘進入周圍大氣的最后屏障。因此，針對核設施中新安裝的碘吸附器(排)在運行前需進行現場泄漏試驗，對已安裝的碘吸附器在運行過程中必須進行定期的現場泄漏試驗，以確保碘吸附器功能的有效性，保障核設施的安全可靠運行。依據標準NB/T20196.1-2013《核空氣和氣體處理規范試驗規程第1部分：空氣處理系統的現場試驗》要求，核空氣凈化系統中的碘吸附器(排)現場泄漏試驗，可采用氟利昂泄漏試驗法進行。試驗中采用氟利昂作為示蹤氣體在碘吸附器上游端注入，然后分別用兩臺鹵素氣體檢測儀測量碘吸附器上游鹵素氣體的濃度和下游鹵素氣體的濃度，之后通過計算下游、上游的濃度比來判定其泄漏率是否滿足標準要求(泄漏率≤0.05％)。為了保護環境應盡可能少的投放示蹤劑，又必須滿足泄漏率的測試要求，這就要求儀器的探測限盡可能低，并且鹵素氣體測量范圍寬，其測量的上限和下限濃度比需要至少達到104：1，即下游鹵素氣體測試濃度可探測到1ppb，上游鹵素氣體可測量10ppm以上，才能滿足實際測試要求。目前國內在核空氣凈化技術應用領域，采用氟利昂法進行碘吸附器現場泄漏試驗中使用的鹵素氣體檢測裝置均由國外進口，其價格昂貴、供貨周期長、儀器維修維護成本高且不方便，尤其在讀取測量結果時，需要人為判斷最終測量信號是否達到穩定，然后根據記錄和離線計算，給出最終結果，從而導致測量誤差大，結果獲取延時，這些因素嚴重地制約了每年度核設施空氣凈化系統現場泄漏試驗的順利進行。為了擺脫國外對該技術的壟斷局面，確保核設施的安全可靠運行，本專利技術提出了一種鹵素氣體的檢測方法及裝置，其測量范圍寬(1ppb-50ppm)、靈敏度高，能夠自動識別判斷輸出信號穩定度，并立即給出最終結果，可適用于碘吸附器(排)現場泄漏試驗。
技術實現思路
針對現有技術中存在的缺陷，本專利技術提供一種全自動鹵素氣體測量裝置，可實現了鹵素氣體由1ppb-50ppm的實時在線測量；測量范圍寬、靈敏度高。為達到以上目的，本專利技術采用的技術方案是：一種全自動鹵素氣體的測量裝置，包括氣路部分以及氣路控制部分，所述氣路部分包括氣體采集部件、進氣時間控制部件以及氣體測量部件；所述氣體采集部件用于采集被測氣體和空氣，并將采集到的兩種氣體通過各自管道輸送給進氣時間控制部件；進氣時間控制部件用于接收兩種氣體并將兩種氣體通過一條輸出管道輸送給氣體測量部件；氣體測量部件用于接收兩種混合氣體并對兩種混合氣體濃度進行測量；所述氣路控制部分包括控制及數據處理模塊和數字顯示模塊，所述控制及數據處理模塊用于控制進氣時間控制部件兩種氣體的接通和斷開時間、接收氣體測量部件反饋的電信號并將該電信號經過計算處理后獲得的被測氣體濃度值輸送給數字顯示模塊。進一步，所述氣體采樣部件與進氣時間控制部件相連接的兩條連接管道之間設有流量調節閥、與流量調節閥連接的壓力傳感器以及與壓力傳感器連接的壓力反饋控制電路，所述壓力反饋控制電路與所述氣體采集部件相連接。進一步，所述進氣時間控制部件與氣體測量部件之間設有用于調節氣體流量的流量調節閥。進一步，所述氣體采集部件為雙頭真空泵；所述進氣時間控制部件為電磁閥；所述氣體測量部件為氣體測量傳感器。進一步，所述氣體測量傳感器為電化學式傳感器。進一步，所述電化學式傳感器設置在測量室內，該測量室設有厚壁，所述厚壁內設有L形或框形氣體通道，該氣體通道與進氣時間控制部件的輸出管道相連通。進一步，所述氣路控制部分還包括操作控制面板，所述操作控制面板用于控制控制模塊接通和斷開時間。進一步，所述氣路控制部分還包括數據采集卡和計算終端，所述數據采集卡用于采集控制及數據處理模塊上的數據，并將采集到的數據傳輸給計算終端，所述計算終端將數據處理后，在顯示屏上實時顯示被測氣體濃度的測試值及圖表。進一步，所述空氣與被測氣體進氣管道上以及電磁閥的出氣管道上均設有過濾器。本專利技術的有益技術效果在于：(1)本專利技術的全自動鹵素氣體測量裝置，實現了鹵素氣體由1ppb-50ppm的實時在線測量，測量范圍寬、靈敏度高；能夠自動識別判斷輸出信號的穩定性，并立即給出最終的結果，可適用于碘吸附器現場泄漏試驗；(2)本專利技術采用ppb級濃度探測限電化學式傳感器作為鹵素氣體測量核心檢測部件，實現了PPb級鹵素氣體的測量；(3)本專利技術設計了氣路部分和氣路控制部分，避免了因氣體濃度過高而出現飽和或中毒現象，導致測量儀器無響應或響應時間過長問題；同時延長了電化學傳感器的使用壽命。(4)本專利技術采用氣路控制單元來控制電磁閥的通斷及通斷時間，通斷時間由計數器控制，改變接通和斷開對應的兩個計數器的計數時間比，實現被測氣體與空氣的比例稀釋配比，從而實現可調范圍的最高濃度ppm的測量；(5)本專利技術設計了氣體測量傳感器的預加熱室，使得鹵素氣體在進入傳感器之前，得到預先加熱35-40℃，提高鹵素氣體在傳感器內的反應速度，從而提高儀器的響應時間。附圖說明圖1是本專利技術鹵素氣體測量裝置的結構示意圖；圖2是電化學式傳感器的結構示意圖；圖3是傳感器測量室的結構圖；圖4是壓力反饋電路功能框圖；圖5是壓力反饋電路圖；圖6是單片機控制電路功能框圖；圖7是單片機控制程序框圖；圖8是控制面板的結構圖。具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細的描述。如圖1所示，是本專利技術提供的全自動鹵素氣體的測量裝置，該裝置包括氣路部分和氣路控制部分。氣路部分包括氣體采集部件、進氣時間控制部件以及氣體測量部件，氣體采集部件設有兩個進氣端和兩個出氣端，兩個進氣端分別與空氣輸送管道和被測氣體輸送管道相連接，兩個出氣端通過各自的連接管道分別與進氣時間控制部件相連接，進氣時間控制部件設有一個出氣端，該出氣端通過一條管道與氣體測量部件相連接，氣體測量部件上連接有流量計，該流量計上設有排氣口，用于將混合的氣體排出。氣體采樣部件與進氣時間控制部件相連接的兩條連接管道之間設有流量調節閥、與流量調節閥連接的壓力傳感器以及與壓力傳感器連接的壓力反饋控制電路，壓力反饋控制電路與氣體采集部件相連接，壓力反饋控制電路通過直流電源模塊供電。其中，壓力傳感器上設有與大氣相接的排氣口；流量調節閥上設有氣體排空口。進氣時間控制部件與氣體測量部件之間依次設有高效過濾器和流量調節閥。為了保證進入氣體的純凈度，空氣進氣管道上設有活性炭過濾器和預過濾器，被測氣體的進氣管道上設有預過濾器。氣路控制部分包括控制及數據處理模塊、數字顯示模塊、操作控制面板、數據采集卡以及計算終端，控制及數據處理模塊輸入端與操作控制面板相連接，輸出端與進氣時間控制部件相連接；數據采集卡的輸入端與控制及數據處理模塊相連接，輸出端與計算終端相連接。本專利技術的氣體采集部件采用雙頭真空泵；進氣時間控制部件采用電磁閥；氣體測量部件采用氣體測量傳感器；控制及數據處理模塊采用單片機控制及數據處理模塊。需要說明的是，本專利技術并不限于上述具體限定部件，凡是具有相同功能的部件均可。本專利技術氣體測量傳感器采用電化學式傳感器。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全自動鹵素氣體的測量裝置，包括氣路部分以及氣路控制部分，其特征是：所述氣路部分包括氣體采集部件、進氣時間控制部件以及氣體測量部件；所述氣體采集部件用于采集被測氣體和空氣，并將采集到的兩種氣體通過各自管道輸送給進氣時間控制部件；進氣時間控制部件用于接收兩種氣體并將兩種氣體通過一條輸出管道輸送給氣體測量部件；氣體測量部件用于接收兩種混合氣體并對兩種混合氣體濃度進行測量；所述氣路控制部分包括控制及數據處理模塊和數字顯示模塊，所述控制及數據處理模塊用于控制進氣時間控制部件兩種氣體的接通和斷開時間、接收氣體測量部件反饋的電信號并將該電信號經過計算處理后獲得的被測氣體濃度值輸送給數字顯示模塊。

【技術特征摘要】
1.一種全自動鹵素氣體的測量裝置，包括氣路部分以及氣路控制部分，其特征是：所述氣路部分包括氣體采集部件、進氣時間控制部件以及氣體測量部件；所述氣體采集部件用于采集被測氣體和空氣，并將采集到的兩種氣體通過各自管道輸送給進氣時間控制部件；進氣時間控制部件用于接收兩種氣體并將兩種氣體通過一條輸出管道輸送給氣體測量部件；氣體測量部件用于接收兩種混合氣體并對兩種混合氣體濃度進行測量；所述氣路控制部分包括控制及數據處理模塊和數字顯示模塊，所述控制及數據處理模塊用于控制進氣時間控制部件兩種氣體的接通和斷開時間、接收氣體測量部件反饋的電信號并將該電信號經過計算處理后獲得的被測氣體濃度值輸送給數字顯示模塊。2.如權利要求1所述的一種全自動鹵素氣體的測量裝置，其特征是：所述氣體采樣部件與進氣時間控制部件相連接的兩條連接管道之間設有流量調節閥、與流量調節閥連接的壓力傳感器以及與壓力傳感器連接的壓力反饋控制電路，所述壓力反饋控制電路與所述氣體采集部件相連接。3.如權利要求2所述的一種全自動鹵素氣體的測量裝置，其特征是：所述進氣時間控制部件與氣體測量部件之間設有用于調節氣體流量的流量調節閥。4.如權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬英，俞杰，張計榮，沈大鵬，李永國，喬太飛，陳建利，孔海霞，李彥樟，張群，
申請(專利權)人：中國輻射防護研究院，
類型：發明
國別省市：山西;14