[发明专利]一种在线式气体分析装置及方法

权利要求书

1.一种在线式气体分析装置，用于分析各种过程气体的成分和浓度，所述在线式气体分析装置包括高压气源(1)、采样模块(2)、安全阀(3)、分流模块(4)、第一阀门(5)、限流器(6)、第二阀门(7)、分析模块(8)、止回阀(9)、吸收器(10)、第一减压阀(11)、标准气源(12)和加热器，其中，所述高压气源(1)与所述采样模块(2)相连接，所述采样模块(2)另一端连接所述分流模块(4)，所述分流模块(4)的另一端通过所述第二阀门(7)或者通过所述第一阀门(5)和所述限流器(6)与所述分析模块(8)相连接，其特征在于，

其中所述分流模块(4)包括分流室(401)、第一真空计(402)、第一电磁阀(403)、第一机械泵(404)，所述第一真空计(402)与所述分流室(401)连接，用于监控所述分流室(401)的真空度，所述第一机械泵(404)通过所述第一电磁阀(403)与所述分流室(401)连接，所述第一机械泵(404)用于对所述分流室(401)抽真空，当所述第一机械泵(404)对所述分流室(401)抽真空时，所述第一机械泵(404)与所述第一电磁阀(403)设置为联锁控制，使两者保持“同开同关”的状态；

其中所述采样模块(2)依次包括第二减压阀(201)、过滤器(202)、调节阀(203)和截止阀(204)，所述第二减压阀(201)将高压气体减压到常压，所述过滤器(202)用于过滤气体中的颗粒杂质，所述调节阀(203)用于调节气体流量，所述截止阀(204)起到通断气流作用。

2.如权利要求1所述的在线式气体分析装置，其特征在于，其中所述分析模块(8)包括分析室(801)、第二真空计(802)、气体分析器(803)、插板阀(804)、分子泵(805)、第二电磁阀(806)、第二机械泵(807)，所述第二真空计(802)连接在所述分析室(801)上，所述气体分析器(803)连接在所述分析室(801)上，用于对引入所述分析室(801)内的采样气体进行分析测试，所述分子泵(805)作为主抽泵，通过所述插板阀(804)与所述分析室(801)连接，所述第二机械泵(807)作为前级泵，通过所述第二电磁阀(806)与所述分子泵(805)的另一端连接，所述第二机械泵(807)与所述第二电磁阀(806)设置为联锁控制，使两者保持“同开同关”的状态，所述分子泵(805)和所述第二机械泵(807)构成所述分析室(801)的抽气泵组。

3.如权利要求2所述的在线式气体分析装置，其特征在于，其中在所述分子泵(805)与所述分析室(801)之间，设置包括第三阀门(808)和限流孔(809)的真空抽气支路。

4.如权利要求3所述的在线式气体分析装置，其特征在于，其中所述安全阀(3)连接在所述第二减压阀(201)与所述过滤器(202)之间的气体管道上，所述分析模块(8)通过所述第二阀门(7)与所述分流模块(4)连接，也通过所述第一阀门(5)、所述限流器(6)与所述分流模块(4)连接，所述限流器(6)是小孔、毛细管或者微调阀，所述第二阀门(7)是插板阀、挡板阀或蝶阀，所述第一机械泵(404)和所述第二机械泵(807)的排气管道上设置所述止回阀(9)，所述吸收器(10)设置在排气管道末端，所述分流室(401)和所述分析室(801)上设置所述加热器，所述标准气源(12)通过所述第一减压阀(11)连接在所述第二减压阀(201)与所述过滤器(202)之间的气体管道上，所述标准气源(12)用于为气体分析装置提供高纯度的标准气体。

5.一种使用权利要求2-4中任意一项所述的在线式气体分析装置来分析过程气体成分和浓度的在线式气体分析方法，其特征在于，所述在线式气体分析方法包括以下步骤：A系统抽本底；B调节采样气体流量；C气体分析测试；D采样气体抽除；E关闭气体分析装置。

6.如权利要求5所述的在线式气体分析方法，其特征在于，系统抽本底步骤包括：关闭第二减压阀(201)，全开调节阀(203)，打开截止阀(204)、开启第一真空计(402)，关闭第一电磁阀(403)和第一机械泵(404)，打开第二阀门(7)，开启第二真空计(802)，气体分析器(803)关闭，打开插板阀(804)，分子泵(805)关闭，开启第二电磁阀(806)和第二机械泵(807)对气体分析装置抽真空，当分析室(801)内真空度小于200Pa时，开启分子泵(805)，当分析室(801)内真空度满足要求后，开启气体分析器(803)，以实时监测系统本底，如果气体分析器(803)监测到系统本底没有污染性气体，则连续抽真空直至获得良好的系统本底，否则即开启加热器对真空室进行烘烤除气，以消除或减轻污染，直至获得良好的系统本底；

调节采样气体流量步骤包括：当获得良好的系统本底后，关闭气体分析器(803)，关闭第二阀门(7)和第一阀门(5)，打开第一电磁阀(403)和第一机械泵(404)，调节阀(203)关至最小流量，开启第二减压阀(201)至合适压力，确认系统工作正常后，将调节阀(203)的开度缓慢地逐渐调大，直至分流室(401)获得合适真空度；

气体分析测试步骤包括：打开第一阀门(5)，通过限流器(6)将采样气流引入分析室(801)，当分析室(801)内获得合适真空度后，开启气体分析器(803)，对采样气体进行分析测试；

采样气体抽除步骤包括：测试完毕后，关闭第二减压阀(201)，全开调节阀(203)，关闭第一电磁阀(403)和第一机械泵(404)，打开第二阀门(7)，继续对气体分析装置抽真空；如果气体分析器(803)监测到系统没有污染性气体，则连续抽真空直至获得良好的系统本底，否则即开启加热器对真空室进行烘烤除气，以消除或减轻污染，直至获得良好的系统本底；

关闭气体分析装置步骤包括：采样气体排除完毕后，关闭气体分析装置，使其保持真空状态，以利于下一次测试时获得良好的系统本底。