本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種多路氣體質(zhì)譜分析中無拖尾現(xiàn)象的氣體取樣測試方法，通過在微孔或毛細(xì)管兩端并聯(lián)一帶清除閥的清除管路，利用質(zhì)譜分析儀自身真空系統(tǒng)的抽氣功能，在每一次測試前均開啟清除閥對多路取樣系統(tǒng)進(jìn)行一次抽空，解決了信號(hào)拖尾、讀數(shù)困難和氣體串流等問題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種質(zhì)譜分析的氣體取樣測試方法，特別涉及一種用于對多路氣體質(zhì)譜分析時(shí)，解決質(zhì)譜數(shù)據(jù)拖尾現(xiàn)象的氣體取樣測試方法。
技術(shù)介紹
在我國航天器密封性測試中，需要對不同容器內(nèi)泄漏的微量測試氣體(如氦氣、 氪氣、氬氣等)的含量進(jìn)行對比測試，而且該含量的差別在質(zhì)譜分析儀器內(nèi)的顯示量級(jí)為 10_9Pa.m3/s附近。由于含量非常小，微小的流量差別會(huì)導(dǎo)致測試對比結(jié)果相差較大，從而對于高靈敏度質(zhì)譜分析不能針對每路樣氣都使用一個(gè)微孔或毛細(xì)管的方法進(jìn)行取樣。為了保證對各容器內(nèi)取樣后進(jìn)入質(zhì)譜分析儀的氣體流量相同且穩(wěn)定，國內(nèi)的質(zhì)譜分析儀一般是各路氣體分別進(jìn)行測試，且測試時(shí)必須通過同一微孔或毛細(xì)管進(jìn)入質(zhì)譜分析儀。由于微孔或毛細(xì)管與取樣閥門之間有一段小空間，且微孔或毛細(xì)管的流量非常小，導(dǎo)致每次切換下一路測試之后需要等待較長時(shí)間才能去除上次殘留氣體的影響，造成讀數(shù)時(shí)間長，且對于含量接近的兩路無法判斷是否完成切換等問題。同時(shí)在測試時(shí)，會(huì)出現(xiàn)上一路氣體進(jìn)入下一路氣體容器的串流情況。針對該問題，需要提出一種解決辦法，避免串流現(xiàn)象，使得在每次切換下一路測試之后無需等待較長的時(shí)間，解決了拖尾問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述信號(hào)拖尾和讀數(shù)困難問題，本專利技術(shù)創(chuàng)造性地利用質(zhì)譜分析儀自身真空系統(tǒng)的抽氣功能，在微孔(或毛細(xì)管)兩端并聯(lián)一段設(shè)置有清除閥的清除管路，在每一次測試前均開啟該閥門對取樣系統(tǒng)進(jìn)行一次抽空，縮短了殘留氣體清除時(shí)間，而且每次測試讀數(shù)都是從質(zhì)譜分析儀的本底信號(hào)開始上升到實(shí)測數(shù)據(jù)，能很方便的區(qū)分每次測試，并且有效的避免了上一路氣體的串流到下一路容器內(nèi)的現(xiàn)象。本專利技術(shù)的目的是提供一種多路氣體質(zhì)譜分析中無拖尾現(xiàn)象的多路氣體取樣測試方法，以快速、穩(wěn)定、無干擾的方式為質(zhì)譜分析儀依次提供各路被測氣體。本專利技術(shù)所提供的具體方案如下本專利技術(shù)的，包括以下流程1)構(gòu)建多路氣體質(zhì)譜分析的氣體取樣測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括質(zhì)譜分析儀，質(zhì)譜分析儀的測試口連接有并聯(lián)的清除閥與微孔或毛細(xì)管，清除閥與微孔或毛細(xì)管的另一端分別連接有并聯(lián)的多個(gè)氣路取樣閥，儲(chǔ)氣容器中的被測氣體通過氣體過濾器后進(jìn)入循環(huán)泵，再循環(huán)回到儲(chǔ)氣容器構(gòu)成采樣系統(tǒng)管路，多個(gè)氣路取樣閥的另一端分別對應(yīng)連接到多種被測氣體的多個(gè)采樣系統(tǒng)管路的氣體過濾器與循環(huán)泵之間；2)啟動(dòng)質(zhì)譜分析儀，待質(zhì)譜分析儀讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取質(zhì)譜分析儀的質(zhì)譜讀數(shù)初始值；3)開啟多種被測氣體的多路采樣系統(tǒng)管路上的循環(huán)泵進(jìn)行采樣；4)打開清除閥，保持各個(gè)氣路取樣閥在關(guān)閉狀態(tài)，對微孔或毛細(xì)管到各個(gè)氣路取樣閥之間的空間進(jìn)行抽除，去除原來積留氣體，待質(zhì)譜分析儀質(zhì)譜數(shù)據(jù)顯示值回到初始值附近并穩(wěn)定后，關(guān)閉清除閥完成本底清除；5)打開某個(gè)待測氣體的氣路取樣閥,待測試值穩(wěn)定后，讀取該路氣體的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，測試完成后關(guān)閉該路氣路取樣閥；6)打開清除閥，對微孔或毛細(xì)管到各路取樣閥之間的空間進(jìn)行抽除，去除原來積留的上一次測試氣體，待質(zhì)譜分析儀顯示值回到初始值附近并穩(wěn)定后，關(guān)閉清除閥，打開另一路待測氣體的氣路取樣閥，待測試值穩(wěn)定后，讀取該路氣體的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，測試完成后關(guān)閉該路氣路取樣閥，然后重復(fù)該步驟，逐步完成各路待測氣體的測試工作。其中，微孔或毛細(xì)管的出口壓力必須低于質(zhì)譜分析儀的測試入口的最大允許壓力。其中，微孔的大小或毛細(xì)管的內(nèi)徑和長度必須保證其出口壓力低于測試入口的最大壓力。其中，各閥門必須保證內(nèi)漏率遠(yuǎn)小于微孔或毛細(xì)管的流量，優(yōu)選地，各閥門為內(nèi)漏率低于I X 10 — 9Pa. m3/s的閥門。其中，各循環(huán)泵同型號(hào)、同流量且輸出穩(wěn)定。其中，各個(gè)循環(huán)泵入口端設(shè)置的氣體過濾器為O. I微米的氣體過濾器。其中，所述系統(tǒng)的各連接處必須保證密封，漏率低于I X 10 — 9Pa. m3/s。其中，各個(gè)閥門為手動(dòng)閥門或電磁閥。本專利技術(shù)技術(shù)方案的特點(diǎn)包括1)本專利技術(shù)在微孔或毛細(xì)管旁邊增加了一個(gè)旁通管道，可以采用該管道直接對微孔或毛細(xì)管上游空間進(jìn)行抽真空，去除上一次氣體殘留，該流量遠(yuǎn)大于微孔或毛細(xì)管對該氣體殘留的抽除流量，因而可以快速消除殘留氣體；2)本專利技術(shù)通過控制清除閥的開啟時(shí)機(jī)，可以在每次測試前均對對微孔或毛細(xì)管上游空間進(jìn)行抽真空，每一組數(shù)據(jù)的區(qū)別明顯，便于質(zhì)譜數(shù)據(jù)的識(shí)別和判讀；3)本專利技術(shù)通過旁路抽空的方式，可以避免測試時(shí)兩路氣體相互混合干擾，特別是可以用于兩種氣體不允許混合(如氫氣、氧氣)的取樣系統(tǒng)；4)本專利技術(shù)通過旁路抽空的方式，可以避免上一路測試殘留氣體通過下一路氣體的采樣管道串流到下一路氣體的容器內(nèi)，造成氣體污染。附圖說明圖I是中的系統(tǒng)示意圖。其中，I-質(zhì)譜分析儀，2-測試口，3-微孔或毛細(xì)管，4-清除閥，5-氣路取樣閥， 6-循環(huán)泵，7-氣體過濾器，8-儲(chǔ)氣容器。具體實(shí)施方式以下介紹的是作為本專利技術(shù)所述內(nèi)容的具體實(shí)施方式，下面通過具體實(shí)施方式對本專利技術(shù)的所述內(nèi)容作進(jìn)一步的闡明。當(dāng)然，描述下列具體實(shí)施方式只為示例本專利技術(shù)的不同方面的內(nèi)容，而不應(yīng)理解為限制本專利技術(shù)范圍。本專利技術(shù)的巧妙構(gòu)思如下利用微孔或毛細(xì)管的旁路，使用質(zhì)譜分析儀測試口的真空對微孔或毛細(xì)管上游進(jìn)行抽空，快速去除上一次測試的殘余氣體，使得上一次測試的殘余氣體不影響下一次測試。從而提高了氣體清除效率，避免了殘余氣體污染下一路氣體的情況。下面首先結(jié)合附圖對本專利技術(shù)方式中使用的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明，圖中，本專利技術(shù)的所涉及的系統(tǒng)包括質(zhì)譜分析儀I、質(zhì)譜分析儀測試口 2、微孔或毛細(xì)管3，清除閥4，氣路取樣閥5，循環(huán)泵6，氣體過濾器7，儲(chǔ)氣容器8。質(zhì)譜分析儀的測試口 2連接有并聯(lián)的清除閥4與微孔或毛細(xì)管3，清除閥4與微孔或毛細(xì)管3的另一端分別連接有并聯(lián)的多個(gè)氣路取樣閥5，儲(chǔ)氣容器8中的被測氣體通過氣體過濾器7后進(jìn)入循環(huán)泵6，再循環(huán)回到儲(chǔ)氣容器8構(gòu)成采樣系統(tǒng)管路，多個(gè)氣路取樣閥5 的另一端分別對應(yīng)連接到多種被測氣體的多個(gè)采樣系統(tǒng)管路的氣體過濾器7與循環(huán)泵6之間。針對不同的質(zhì)譜分析儀，測試入口的最大壓力不同，微孔的大小(或毛細(xì)管的內(nèi)徑和長度)必須保證其出口壓力低于測試入口的最大壓力。根據(jù)測試需要配置閥門大小和管道大小。各閥門必須保證內(nèi)漏率遠(yuǎn)小于微孔或毛細(xì)管的流量，以避免閥門內(nèi)漏導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確。例如使用內(nèi)漏率低于1X10 —9Pa.m3/s的閥門。各循環(huán)泵必須同型號(hào)同流量且輸出穩(wěn)定。由于微孔及毛細(xì)管對顆粒物較為敏感，因而安裝連接過程中對管道內(nèi)部和各接口清潔干凈，并在循環(huán)泵入口端安裝O. I微米的氣體過濾器。各連接處還必須保證密封，漏率低于 1X10 9Pa.m3/s。以下詳細(xì)說明本專利技術(shù)的取樣測定方法。該取樣測定過程分為質(zhì)譜分析儀狀態(tài)設(shè)置、氣體循環(huán)、本底清除、測試、氣體切換和關(guān)閉系統(tǒng)幾個(gè)步驟。質(zhì)譜分析儀狀態(tài)設(shè)置將取樣系統(tǒng)連接到質(zhì)譜分析儀測試口，并保證密封，將需要測試的多路采樣系統(tǒng)管路與被測氣體連接，開啟質(zhì)譜分析儀，待質(zhì)譜分析儀讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取質(zhì)譜分析儀的質(zhì)譜讀數(shù)初始值; 氣體循環(huán)開啟各路的循環(huán)泵，各路氣體在自己的采樣管路內(nèi)循環(huán)，氣體進(jìn)入循環(huán)泵前必須經(jīng)過過濾器過濾；本底清除在測試之前，先打開清除閥，保持各路取樣閥關(guān)閉狀態(tài)，對微孔到各路取樣閥之間的空間進(jìn)行抽除，去除原來積留氣體，待質(zhì)譜檢漏儀漏率顯示值回到初始值附近并穩(wěn)定后，關(guān)閉清除閥；測試打開需要測試氣體的氣路取樣閥，待測試值穩(wěn)定后，讀取該路氣體的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，測試完成后關(guān)閉該路取樣閥；氣路切換切本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
多路氣體質(zhì)譜分析中無拖尾現(xiàn)象的氣體取樣測試方法，包括以下流程：1）構(gòu)建多路氣體質(zhì)譜分析的氣體取樣測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括質(zhì)譜分析儀，質(zhì)譜分析儀的測試口連接有并聯(lián)的清除閥與微孔或毛細(xì)管，清除閥與微孔或毛細(xì)管的另一端分別連接有并聯(lián)的多個(gè)氣路取樣閥，儲(chǔ)氣容器中的被測氣體通過氣體過濾器后進(jìn)入循環(huán)泵，再循環(huán)回到儲(chǔ)氣容器構(gòu)成采樣系統(tǒng)管路，多個(gè)氣路取樣閥的另一端分別對應(yīng)連接到多種被測氣體的多個(gè)采樣系統(tǒng)管路的氣體過濾器與循環(huán)泵之間；2）啟動(dòng)質(zhì)譜分析儀，待質(zhì)譜分析儀讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取質(zhì)譜分析儀的質(zhì)譜讀數(shù)初始值；3）開啟多種被測氣體的多路采樣系統(tǒng)管路上的循環(huán)泵進(jìn)行采樣；4）打開清除閥，保持各個(gè)氣路取樣閥在關(guān)閉狀態(tài)，對微孔或毛細(xì)管到各個(gè)氣路取樣閥之間的空間進(jìn)行抽除，去除原來積留氣體，待質(zhì)譜分析儀質(zhì)譜數(shù)據(jù)顯示值回到初始值附近并穩(wěn)定后，關(guān)閉清除閥完成本底清除；5）打開某個(gè)待測氣體的氣路取樣閥，待測試值穩(wěn)定后，讀取該路氣體的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，測試完成后關(guān)閉該路氣路取樣閥；6）打開清除閥，對微孔或毛細(xì)管到各路取樣閥之間的空間進(jìn)行抽除，去除原來積留的上一次測試氣體，待質(zhì)譜分析儀顯示值回到初始值附近并穩(wěn)定后，關(guān)閉清除閥，打開另一路待測氣體的氣路取樣閥，待測試值穩(wěn)定后，讀取該路氣體的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，測試完成后關(guān)閉該路氣路取樣閥，然后重復(fù)該步驟，逐步完成各路待測氣體的測試工作。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鐘亮，王靜濤，王健，孫立臣，閆榮鑫，
申請(專利權(quán))人：北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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