[发明专利]氦气连续在线监测系统及其监测方法

权利要求书

1.一种氦气连续在线监测系统，其特征在于包括第一进气口、第二进气口、第一排气口、第二排气口、气体预处理组件、气体分离柱、热导传感器、缓冲罐、定量管、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵、采样气泵和主控电路，第一进气口和气体预处理组件相连，第二进气口和第三电磁阀相连，气体预处理组件通过三通管和第一电磁阀、第三电磁阀相连，第三电磁阀经定量管和第四电磁阀相连，第四电磁阀经第二流量计和采样气泵相连，采样气泵和第二排气口相连，气体分离柱通过三通管和第一电磁阀、第四电磁阀相连，气体分离柱经第二电磁阀和热导传感器的进气口相连，热导传感器的出气口和缓冲罐相连，缓冲罐经第一流量计和测量气泵相连，测量气泵和第一排气口相连，热导传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵及采样气泵分别和主控电路相连,所述的热导传感器是个内部设有参比池和测量池的块体，参比池和测量池均为呈圆管状的池体，两池体相间隔平行设置，两池体的进口均设于块体的左侧，即为热导传感器的进气口，所述的第二电磁阀为一进二出电磁阀，两池体的进口分别和第二电磁阀的两个出口相连，两池体的出口通过块体内部的管路连通后和设于块体右侧的热导传感器的出气口相连，两池体的中心位置均悬置有一沿池体长度方向分布的热敏元件，热敏元件和所述的主控电路相连, 所述的气体预处理组件包括分子筛毛细管和多层分离膜，分子筛毛细管内填充有含碱担体，分子筛毛细管的进口和所述的第一进气口相连，多层分离膜覆盖在分子筛毛细管的出口上，所述的分离膜为聚酯素纤维半透膜。

2.根据权利要求1所述的氦气连续在线监测系统，其特征在于所述的池体内壁设有两排沿池体长度方向间隔分布的支撑柱，两排支撑柱分别位于池体内壁的相对位置，支撑柱和所述的热敏元件相连，支撑柱将热敏元件悬置在池体中，两排支撑柱交错设置。

3.根据权利要求1所述的氦气连续在线监测系统，其特征在于所述的气体分离柱是个螺旋形管，管内填充粒径为30～40目的碳小球。

4.根据权利要求1所述的氦气连续在线监测系统，其特征在于所述的主控电路包括中央处理单元、信号处理单元、气路控制单元、网络通讯单元、存储单元、人机互话单元及为整个氦气连续在线监测系统提供工作电压的电源单元，信号处理单元、气路控制单元、网络通讯单元、存储单元及人机互话单元分别和中央处理单元相连，信号处理单元和所述的热导传感器的传感信号输出端相连，气路控制单元分别和所述的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一流量计、第二流量计、测量气泵及采样气泵相连。

5.一种如权利要求1所述的氦气连续在线监测系统的监测方法，其特征在于所述的第一进气口、气体预处理组、第一电磁阀、气体分离柱、第二电磁阀、热导传感器、缓冲罐、第一流量计、测量气泵及第一排气口构成清洗气路；所述的第一进气口、气体预处理组、第三电磁阀、定量管、第四电磁阀、第二流量计、采样气泵及第二排气口构成采样气路；所述的第二进气口、第三电磁阀、定量管、第四电磁阀、气体分离柱、第二电磁阀、热导传感器、缓冲罐、第一流量计、测量气泵及第一排气口构成测量气路；所述的主控电路分别控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的通向及测量气泵和采样气泵的运行，实现清洗气路、采样气路和测量气路的自动切换，先清洗气路工作，接着采样气路工作，最后测量气路工作，测量时，所述的热导传感器输出的反映样气中氦气浓度的传感信号输送给所述的主控电路进行分析和显示。

6.根据权利要求5所述的氦气连续在线监测系统的监测方法，其特征在于所述的热导传感器是个内部设有参比池和测量池的块体，参比池和测量池均为呈圆管状的池体，两池体相间隔平行设置，两池体的进口均设于块体的左侧，即为热导传感器的进气口，所述的第二电磁阀为一进二出电磁阀，两池体的进口分别和第二电磁阀的两个出口相连，两池体的出口通过块体内部的管路连通后和设于块体右侧的热导传感器的出气口相连，两池体的中心位置均悬置有一沿池体长度方向分布的热敏元件，热敏元件和所述的主控电路相连；所述的监测方法包括：所述的清洗气路工作时，空气流入所述的第一进气口，经过气体预处理组的处理，流过第一电磁阀、气体分离柱和第二电磁阀，进入所述的热导传感器的参比池，再经过缓冲罐、第一流量计和测量气泵，最后从第一排气口流出，参比池热敏元件与空气接触则电阻发生变化，参比池热敏元件的电阻信号作为参比信号传输给所述的主控电路；所述的测量气路工作时，经过采样气路的运行所述的定量管中有经过定量的样气，空气流入所述的第二进气口，作为载气推动定量管中的样气流经第四电磁阀后流入气体分离柱进行分离，使样气中的氦气与其他气体以时序方式先后经过第二电磁阀流入所述的热导传感器的测量池，氦气先接触测量池热敏元件，使测量池热敏元件的电阻发生变化，测量池热敏元件的电阻信号作为测量信号传输给所述的主控电路，主控电路对参比信号和测量信号进行对比分析，获得样气中氦气的浓度。