本發明專利技術提供一種氨氣濃度檢測系統及其檢測方法，檢測系統包括：氧化鎢吸附管通過第一三通閥與待測氣體入口、連通有載氣過濾器的載氣入口分別構成第一氣體子通道和第二氣體子通道；氧化鎢吸附管通過第二三通閥和第三三通閥與抽氣泵構成第三氣體子通道和第四氣體子通道，濃度檢測器位于第四氣體子通道上；第一氣體子通道與第三氣體子通道構成待測氣體吸附通道，利用氧化鎢吸附管吸附流經的待測氣體中的氨氣；第二氣體子通道與第四氣體子通道構成脫附檢測通道，利用加熱氧化鎢吸附管將吸附的氨氣予以脫附，脫附的氨氣伴隨著載氣被輸送至濃度檢測器以供檢測氨氣的濃度。本發明專利技術能適用于超低濃度的氨氣的濃度檢測，具有檢測靈敏度高及檢測精度高等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種氨氣濃度檢測方法，更涉及一種適用于超低濃度的氨氣濃度檢測 系統及其檢測方法。
技術介紹
氨氣是一種無色、具有強烈刺激性氣味的氣體，空氣中可感覺到的氨氣最低濃度 為0. 5mg/m3至lmg/m3 (或700ppb至1400ppb)。空氣中的氨氣因易溶于水而常附著在皮膚 黏膜、眼結膜及呼吸道咽喉黏膜，對皮膚組織產生刺激井引發炎癥，可麻痹呼吸道纖毛和損 害黏膜上皮組織，使病源微生物易于侵入，減弱身體對疾病的抵抗力。如果人體短期內吸入 大量氨氣，則可出現流淚、咽痛，聲音撕啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難等臨床癥狀，并 伴有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴重的可發生肺水腫、呼吸道刺激炎癥等。微電子制造加工工業的凈化室中，數百ppt (part per trillion, lOOppt相當于 7. Ixl0-5mg/m3)極微量的氨氣的存在，即可造成不良率提高。光是臺灣地區，由此造成的損 失每年可達數千萬元新臺幣。因此，國際半導體技術路線圖機構(ITRS)和國際半導體設備 和材料組織(SEMI)建議以氨氣為主的的堿性污染物濃度不得高于150ppt。對氨氣的檢測方法有很多，主要有離子色譜法、納氏試劑分光光度法、次氯酸 鈉_水楊酸分光光度法和檢測管法等。離子色譜法具有選擇性，且靈敏，但取樣困難、不能實地檢測且使用大型儀器價 格昂貴。納氏試劑分光光度法方法簡便，但選擇性差，且測定過程中使用的納氏試劑含有 大量的汞鹽，毒性很強，極易危害分析人員的身體健康，同時造成環境的二次污染。次氯酸 鈉_水楊酸分光光度法較靈敏，選擇性好，但操作較復雜繁瑣，需花費較長時間，不適合大 氣環境污染的應急監側。這些測定方法操作步驟較為復雜，不能實地在線測定，延長了分析 時間，增大了分析誤差。另外，有些試劑毒性較大，會對操作人員的健康及周圍環境造成影 響。中國專利CN101644675揭示了一種檢測空氣中氨氣濃度的方法，該方法將可見光 照射到氨敏材料上，氨敏材料上的反射光進入光電管，光電管向顯示器輸出電信號；當流經 氨敏材料表面的氣體中氨氣濃度發生變化時，反射光強度和光電管輸出的電信號發生相應 的變化，在lmg/m3至300mg/m3 (或lppm至420ppm)的氨氣濃度范圍內，反射光的強度變化 與流經氨敏材料表面氣體中氨氣濃度變化成正比，該方法能檢測到lppm的氨氣。此外，上述檢測方法和技術，對于濃度在ppb以下水平的氨氣無能為力。PID (Photo-Ionization Detector)即光離子化檢測器，它可以檢測 lppb (parts per billion)到上萬ppm (parts per million)的揮發性有機化合物(V0C)和其它有毒 氣體。PID是一種高度靈敏、適用范圍廣泛的檢測器。PID使用了一個紫外燈(UV)光源將 待檢測氣體分子電離成可被檢測器檢測到的正負離子(離子化)。檢測器電極捕捉到離子化 了的氣體的正負電荷并將其轉化為電流信號，該電流信號和待測氣體濃度之間存在線性關 系，通過與標準濃度信號對照，即可實現待測氣體濃度的測量。從理論上說，任何ー種元素的原子和化合物都可以被離子化，只是它們在電離時 所需的能量各不相同，而這種可以激發化合物中ー個電子，即將化合物電離或離子化的能 量被稱為電離能或“電離電位”，它以eV為計量単位。由紫外燈發出的紫外光的能量也以eV 為單位。如果待測氣體分子的電離電位低于紫外燈的發射能量，那么，這種氣體分子就可以 被離子化，這種氣體或蒸氣也就可以被PID檢測。氨氣的電離電位為10. 16eV它可以用帶10. 6eV紫外燈的PID檢測，其檢測下限在 IOppb左右。對半導體エ業的無塵室等ppb水平以下超低濃度氨氣的檢測，必須先以一定的技 術對氨氣進行富集濃縮到IOppb以上，再用PID進行檢測。以石英或高硼硅玻璃管為基管，在其內壁鍍以氧化鎢，氧化鎢具有選擇性吸附氨 氣的性能，利用氧化鎢吸附管選擇性吸附氨氣，再以小流量載氣脫附，即可有效濃縮超低濃 度氨氣，并用PID技術實現檢測。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種，解決現有技術中不 適用于對超低濃度氨氣的檢測或對超低濃度氨氣檢測精度不高等問題。本專利技術在一方面提供一種氨氣濃度檢測系統，包括待測氣體入口、載氣入口、載 氣過濾器、氧化鎢吸附管、吸附管加熱控制器、濃度檢測器、以及抽氣泵；其中，所述載氣過 濾器與所述載氣入口連通，所述氧化鎢吸附管通過第一三通閥與所述待測氣體入口、連通 有所述載氣過濾器的所述載氣入口分別構成第一氣體子通道和第二氣體子通道；所述氧化 鎢吸附管通過第二三通閥和第三三通閥與所述抽氣泵構成第三氣體子通道和第四氣體子 通道，所述濃度檢測器位于所述第四氣體子通道上；所述第一氣體子通道與所述第三氣體 子通道構成待測氣體吸附通道，利用所述氧化鎢吸附管吸附所述待測氣體吸附通道中流經 的待測氣體中的氨氣；所述第二氣體子通道與所述第四氣體子通道構成脫附檢測通道，利 用經所述吸附管加熱控制器加熱的所述氧化鎢吸附管而將吸附的氨氣予以脫附，脫附的所 述氨氣伴隨著經過載氣過濾器過濾的載氣被輸送至濃度檢測器以供檢測所述氨氣的濃度。可選地，所述氨氣濃度檢測系統還包括與所述抽氣泵相連的流量計，用于對在所 述待測氣體吸附通道中流經的待測氣體和在所述脫附檢測通道中流經的載氣進行流量的 調節和檢測。可選地，所述氨氣濃度檢測系統還包括位于所述第三氣體子通道上的第一流量 計，用于對在所述待測氣體吸附通道中流經的待測氣體進行流量的調節和檢測；位于所述 第四氣體子通道上的第二流量計，用于對在所述脫附檢測通道中流經的載氣進行流量的調 節和檢測。可選地，所述吸附管加熱控制器包括溫度控制單元，用于設定加熱溫度的目標 值；加熱單元；以及溫度顯示單元。可選地，所述加熱単元的最高加熱溫度為500°C ;所述溫度控制單元的調節精度為 1で。可選地，所述濃度檢測器為光離子化PID檢測器。本專利技術在另一方面提供ー種利用上述氨氣濃度檢測系統進行氨氣濃度檢測的方法，所述氨氣濃度檢測系統包括待測氣體入口、載氣入口、載氣過濾器、氧化鎢吸附管、吸附 管加熱控制器、濃度檢測器、以及抽氣泵；所述檢測方法包括吸附過程操控第一三通閥、 第二三通閥、第三三通閥，使得由第一氣體子通道與第三氣體子通道構成的待測氣體吸附 通道打開，待測氣體從待測氣體入口進入并依序流經第一三通閥、氧化鎢吸附管、第二三通 閥、第三三通閥、以及抽氣泵，其中，待測氣體中的氨氣被處于常溫狀態下的氧化鎢吸附管 所吸附；脫附檢測過程操控第一三通閥、第二三通閥、第三三通閥，使得由第二氣體子通 道與第四氣體子通道構成的脫附檢測通道打開，載氣從載氣入口進入并依序流經載氣過濾 器、第一三通閥、氧化鎢吸附管、第二三通閥、濃度檢測器、第三三通閥、以及抽氣泵，其中， 氧化鎢吸附管被實施加熱脫附處理后將原先吸附的氨氣予以脫附釋放出，所述氨氣在流經 濃度檢測器時被檢測出濃度。〔0021〕 可選地，在所述吸附過程中，所述待測氣體中氨氣的濃度為ppt的水平至ppb水平； 在脫附檢測過程中，脫附后的氨氣進入載氣后的濃度為數十ppb水平至ppm水平。 〔0022〕 可選地，在所述吸附過程中，所述待測氣體的流量為1升丨分鐘至3升本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：俞志鶴，鄭茜，
申請(專利權)人：華瑞科學儀器上海有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。