[发明专利]一种检测三氟化氮的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于三氟化氮检测领域，特别涉及一种检测三氟化氮的装置和方法。 

背景技术

三氟化氮是一种工业特种气体，主要用作推进剂（火箭）、氟化剂、电子气、等离子蚀刻及用于掺杂、激光、光导纤维等。尤其是作为一种优良的等离子蚀刻气体，在当今快速发展的微电子领域被广泛使用。同时三氟化氮又是一种毒性物质，具有强氧化性，与还原剂能发生强烈反应，引起燃烧爆炸。因此，三氟化氮的泄露分析检测既是生产安全的需要，也是环境保护的需要。目前，催化热裂解+电化学法是一个很好的分析三氟化氮的方法，此方法利用催化加高温的办法使三氟化氮裂解，再用电化学传感器检测检测裂解产物的浓度，而后计算出三氟化氮的浓度。采用该热裂解+电化学法的分析仪器最突出的优点是具有优越的长期稳定性和环境适应性。但是，目前应用此原理研发的国外的三氟化氮分析仪器（国内无此类仪器），在热裂解中无一例外的都使用了催化剂，这法虽然实现了三氟化氮在较低温度下的裂解，但因使用了催化剂，分解产物很复杂，后面传感器所需要的目标检测气——二氧化氮含量较少，而干扰气体却很多，这就最终使得仪器的总体性能不够好，检测结果不理想。 

发明内容

为了克服现此类仪器存在的的缺点，提高仪器的性能，本发明提供一种检测三氟化氮的装置和方法，所述产生的检测目标气体浓度高，干扰气少，且不需要使用催化剂，可操作性强，分析精度高，检测限低，使用寿命长。 

一种检测三氟化氮的装置包括高温裂解炉、转化管、二氧化氮传感器气室、抽气泵和专用电路。所述的高温裂解炉、转化管、二氧化氮传感器和抽气泵依次通过管道连接；所述的转化管内有转化剂，所述的二氧化氮传感器气室内有二氧化氮传感器。 

所述检测三氟化氮的装置还包括选择性过滤器，选择性过滤器固定在高温裂解炉和转化管之间。选择性过滤器将高温裂解炉输出气体中的结露水、灰尘及干扰物除去，为二氧化氮传感器的检测创造良好的条件。在环境条件很好的 情况下，也可省去过滤器。 

一种检测三氟化氮的方法，包括下列步骤：（1）、将混有三氟化氮的空气通入到高温裂解炉中，进行裂解反应，产生的气体从高温裂解炉的出气口输出到高温裂解炉和选择性过滤器之间的管路中冷却，进入选择性过滤器；（2）、转化管内的转化剂将一氧化氮转化为二氧化氮，提高二次产物中二氧化氮的浓度；（3）、二氧化氮传感器对转化剂中输出的气体中的二氧化氮成分进行检测，输出电信号，检测完的气体由抽气泵抽走；（4）、根据所测得的电信号和气路的进气量即可计算出三氟化氮的浓度。 

本发明具有下列优点：1）、检测限低，三氟化氮的检测限可达0.05ppm;2.精度高，可达5%：3.使用寿命长，由于省去了催化剂，不存在其他仪器因催化的存在影响寿命，传感器也因为无干扰器存在而更简单可靠；4.可操作性强，即可以通过调节裂解炉的温度，实现三氟化氮不同量程的检测，而国外的同类仪器是无法实现这一功能的。（后面的传感器检测到的目标气体）2）、干扰产物减小了，对目标的交叉干扰降低。 

附图说明 

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 

（图1为本发明示意图。） 

具体实施方式

如图1所示，一种检测三氟化氮的装置，包括高温裂解炉、选择性过滤器、转化管、二氧化氮传感器气室和抽气泵，所述的高温裂解炉、选择性过滤器、转化管、二氧化氮传感器和抽气泵依次通过管道连接；所述的转化管内有转化剂，所述的二氧化氮传感器气室内有二氧化氮传感器。 

所述转化剂的主要成分可为MnO2、FeCl3和KMnO4等等氧化剂。 

所述高温裂解炉内有温度传感器。 

所述高温裂解炉的工作温度为600～1100℃。 

所述高温裂解炉的工作气体流量为5mL/min～500mL/min。 

所述二氧化氮传感器的量程为1ppm～200ppm。 

或二氧化氮传感器的量程为0.1～20ppm。 

所述检测三氟化氮的装置还包括： 

信号处理电路：信号处理电路的输入端与二氧化氮传感器气室的二氧化氮传感器电连接，输出端与主控电路电连接； 

主控电路：主控电路一路与裂解炉加热控制电路电连接，二路与高温裂解炉内的温度传感器电连接，三路与液晶显示触摸屏双向电连接； 

裂解炉加热控制电路：裂解炉加热控制电路与高温裂解炉的加热电路电连接； 

和液晶显示触摸屏：液晶显示屏完成人机交互的功能，使用户能够通过触摸液晶屏对仪器完成标定等相关设定。