CN207096165U - 混合气体浓度在线测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了混合气体浓度在线测量装置，解决了现有技术中的传感器的测量准确性无法保障的问题。本实用新型包括连接到待测气体空间内的抽气装置，与抽气装置连通的质谱仪(4)；所述抽气装置包括与待测气体空间内混合气体连通的样气采集管(1)，通过气泵(2)与样气采集管(1)连通的储气罐(3)；所述质谱仪(4)与储气罐(3)连通。本实用新型具有安全、实时的进行混合气体浓度的在线检测，检测速度快，可测组分多等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量装置，具体涉及混合气体浓度在线测量装置。
背景技术
核电安全性是核电发展面临的最重要问题，尽管目前三代核电技术固有安全性很高，但日本福岛核事故说明，核电安全仍然面临很多风险，尤其是核电站严重事故下氢气爆炸风险。压水堆核电站严重事故中，冷却剂丧失将导致堆芯裸露，堆芯内高温的锆合金燃料包壳将与水或者水蒸气发生剧烈的放热化学反应，释放出大量的氢气以及热量,这些氢气将通过一回路压力边界破口释放至安全壳内。事故后期压力容器下封头失效后，堆芯熔融物与混凝土的反应以及堆腔内的水辐射分解也会产生大量的氢气。大量的氢气释放至安全壳后，将与安全壳内的空气混合，短时间内形成高氢气浓度的局部区域，如果安全壳内没有相应的氢气管理对策，那么局部氢气的累积可能会引起剧燃或者燃爆，对安全壳产生超过其设计能力的温度负载或者压力负载，破坏安全壳的完整性，使放射性物质泄漏到环境中造成放射性污染的严重后果。因此，核电站的设计和运行必须有可靠的氢气浓度监测和控制手段。
对于密闭空间气体浓度测量，目前主要有两种测量方式，一种是将分析传感器置于密闭空间内，传感器工作环境可能是高温、高压、高湿度条件，而目前大多数浓度测量用传感器无法在此恶劣环境下可靠的工作，尚没有成熟的产品面世。另一种是将气体从安全壳内抽出，经过降温、降压、除湿等前处理，送入测量装置测取气体浓度。相较于密闭空间内高温高湿的环境，冷却除湿后的气体水蒸气转化为液态水被去除，处理后的气体组分发生明显变化，导致测量结果存在较大误差，测量准确性无法保障。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：现有技术中的传感器的测量准确性无法保障的问题，目的在于提供解决上述问题的混合气体浓度在线测量装置。
本实用新型通过下述技术方案实现：
混合气体浓度在线测量装置，包括连接到待测气体空间内的抽气装置，与抽气装置连通的质谱仪；所述抽气装置包括与待测气体空间内混合气体连通的样气采集管，通过气泵与样气采集管连通的储气罐；所述质谱仪与储气罐连通。
本实用新型通过上述结构的设置，可安全、实时的进行混合气体浓度的在线检测，并且具备多组分气体浓度在线测量能力，检测速度快、可测组分多，对检测环境和气体组分无具体限制。且不会对被测环境产生电磁干扰，能够在高温、高压、高湿度恶劣环境下稳定工作，因而本实用新型的测量装置可以满足高温、高压、高湿度工作条件下的气体浓度测量要求。
进一步，所述抽气装置为一个以上，所述质谱仪通过旋转阀与全部抽气装置中的储气罐连通。
通过上述结构的优化设置，其不仅仅能满足多组分气体浓度在线测量，而且还能满足多测点的检测。并且，不仅可用于核电站氢气浓度在线检测，也可用于需要同时在线检测多种气体组分浓度的场合，效果更加显著。
为了使测量的结构更加准确，所述储气罐上还设置有用于储气罐加热保温的加热保温柜。所述储气罐与待测气体空间之间的连接管路均设置为保温传输管路。
通过上述结构的设置，能有效防止混合气中水蒸气冷凝，进而避免水蒸气冷凝导致的检测结果不准确的问题，使检测效果更加准确。
进一步，所述质谱仪和储气罐上均设置有废气排放管道。通过质谱仪上设置的废气排放管道有利于质谱仪内检测后的气体排放，储气罐上废气排放管道的设置，不仅仅有利于储气罐内气体的排放，而且，通过废气排放管道的设置，还能在储气罐储气前采用样气清洗储气罐，有效避免其他杂气影响储气罐中样气浓度检测的准确度，更好地提高检测的准确度。
更进一步地，所述质谱仪上还连通有显示存储装置。所述质谱仪通过远传模块与显示存储装置信号连接。
优选地，所述样气采集管为不锈钢管道。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型可安全、实时的进行混合气体浓度的在线检测，并且能够在高温、高压、高湿度恶劣环境下稳定工作，具备多组分气体浓度在线测量能力，对检测环境和气体组分无具体限制，检测效果快速准确；
2、本实用新型不仅仅能满足多组分气体浓度在线测量，而且还能满足多测点的检测；并且，不仅可用于核电站氢气浓度在线检测，也可用于需要同时在线检测多种气体组分浓度的场合；
3、本实用新型结构简单、成本费用低、效果显著。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-样气采集管，2-气泵，3-储气罐，4--质谱仪，5-加热保温柜，6-废气排放管道。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1
混合气体浓度在线测量装置，如图1所示，包括连接到待测气体空间内的抽气装置，与抽气装置连通的质谱仪4；所述抽气装置包括与待测气体空间内混合气体连通的样气采集管1，通过气泵2与样气采集管1连通的储气罐3。所述质谱仪4和储气罐3上均设置有废气排放管道6。本实施例中该抽气装置的数量设置为一个。
本实施例的具体工作过程如下：
(1)前端的样气采集管1使用1/4英寸不锈钢管道，一端内置于待测气体空间，另一端与储气罐3连通，储气罐3与待测气体空间之间的管路上设置气泵2，检测开始时，启动气泵2，样品气经管路进入到储气罐3中；
(2)储气罐3与废气排放管道6连通，利用样品气清洗储气罐15秒；
(3)关闭储气罐3出口，待罐内压力上升至0.15MPa后，气泵2关闭，储气罐3与质谱仪4连通，样品气经质谱仪4进行分析检测后得到检测结果；
(4)检测完成后质谱仪4和储气罐3内的样品气均通过废气排放管道6排至大气。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例优化了抽气装置的数量设置，具体设置为：本实施例中，该抽气装置为两个以上，所述质谱仪4通过旋转阀与全部抽气装置连通。
本实施例的具体工作过程如下：
(1)抽气装置前端的样气采集管1使用1/4英寸不锈钢管道，一端内置于待测气体空间，另一端与储气罐3连通，储气罐3与待测气体空间之间的管路上设置气泵2，检测开始时，启动气泵2，样品气经管路进入到储气罐3中；
(2)储气罐3与废气排放管道6连通，利用样品气清洗储气罐15秒；
(3)关闭储气罐3出口，待罐内压力上升至0.15MPa后，气泵2关闭，储气罐3与质谱仪4上的旋转阀连通，样品气经旋转阀依次进入到质谱仪4中进行分析检测，通过控制旋转阀，可实现质谱仪4与不同储气罐3连通，完成多个不同测点气体浓度检测；
(4)检测完成后质谱仪4和储气罐3内的样品气均通过废气排放管道6排至大气。
实施例3
本实施例与实施例1或2的区别在于，本实施例优化了抽气装置的结构设置，具体设置为：
所述储气罐3上还设置有用于储气罐3加热保温的加热保温柜5。所述储气罐3与待测气体空间之间的连接管路均设置为保温传输管路。
通过上述结构的设置，能有效达到保温的效果，防止样品气中水蒸气冷凝，使检测效果更加准确。
实施例4
本实施例是在实施例1或2的基础上增加一个显示存储装置，该显示存储装置可以直接与质谱仪4通过传输线路实现有线连接，也可以采用远传模块实现显示存储装置与质谱仪4之间的无线传输。本实施例中优选采用无线传输的方式。
通过上述设置，在气体检测完成后，可以有效实时将工作结果传输至显示存储装置中进行实时显示和存储。本实施例中的显示存储装置可以是仅仅具有数据存储功能的显示屏，也可以是具有控制处理功能的计算机。同时，当本实施例中的显示存储装置采用具有控制处理功能的计算机时，能有效对旋转阀进行远程控制，进而实现质谱仪4与不同储气罐3之间的连通，完成多个不同测点气体浓度检测。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.混合气体浓度在线测量装置，其特征在于：包括连接到待测气体空间内的抽气装置，与抽气装置连通的质谱仪(4)；
所述抽气装置包括与待测气体空间内混合气体连通的样气采集管(1)，通过气泵(2)与样气采集管(1)连通的储气罐(3)；所述质谱仪(4)与储气罐(3)连通；
所述储气罐(3)上还设置有用于储气罐(3)加热保温的加热保温柜(5)。
2.根据权利要求1所述的混合气体浓度在线测量装置，其特征在于，所述抽气装置为一个以上，所述质谱仪(4)通过旋转阀与全部抽气装置中的储气罐(3)连通。
3.根据权利要求1所述的混合气体浓度在线测量装置，其特征在于，所述储气罐(3)与待测气体空间之间的连接管路均设置为保温传输管路。
4.根据权利要求1所述的混合气体浓度在线测量装置，其特征在于，所述质谱仪(4)和储气罐(3)上均设置有废气排放管道(6)。
5.根据权利要求1所述的混合气体浓度在线测量装置，其特征在于，所述质谱仪(4)上还连通有显示存储装置。
6.根据权利要求5所述的混合气体浓度在线测量装置，其特征在于，所述质谱仪(4)通过远传模块与显示存储装置信号连接。
7.根据权利要求1所述的混合气体浓度在线测量装置，其特征在于，所述样气采集管(1)为不锈钢管道。
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