SP-型便携式SF6色谱仪
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SP-Ⅲ型便携式SF6色谱仪
使
用
说
明
书
武汉市沃尔德工程技术有限公司
目录
一,概述------------------------------------------2
二,技术指标--------------------------------------3
三,仪器工作原理----------------------------------3
四,仪器结构--------------------------------------6
(一)色谱柱
(二)热导检测器(TCD)
(三)六通阀
(四)电子流量计
(五)稳压阀
(六)稳流阀
(七)压力表
五,仪器安装,调试-------------------------------10
(一)仪器安装
1.电源要求
2.安装场所
3.外接气路连接
4.电路连接
(二)仪器调试
六,仪器操作-------------------------------------11
(一)开机
(二)样气分析
(三)关机
一,概述
SP-Ⅲ型便携式SF6色谱仪是电力系统专用于SF6电气设备气体分析的气相色谱仪.
该仪器可直接在现场对SF6新气进行检测;可直接与SF6电气设备连接,检测设备在运行中SF6气体杂质及其分解产物SO2的含量;检测GIS内泄露的SF6在空气中的含量;也可以代替大型色谱仪用于实验室对SF6气体质量进行检验.
该仪器用安全可靠的小钢瓶充装载气,同时配套手提式电脑,内装专用的SF6色谱工作站,色谱工作站是色谱仪的数据处理中心,SP-Ⅲ色谱工作站是具有典型WINDOWS操作风格的纯32位应用软件.其核心采用多线程处理模式,使数据的采集,分析,处理及同时运行其他应用软件都将互不干扰,系统的稳定性极大地获得提高.SP-Ⅲ色谱工作站采用全新的色谱数据处理方法,力求将需要用户的谱图数据处理知识减至最少,在界面布局上简明紧凑,并提供诸如联合机算,成批打印,结果汇总,自动保存,谱图处理等能够提高分析工作效率的功能.这几个方面构成了SP-Ⅲ功能丰富却方便易用的特色.
SP-Ⅲ色谱工作站基于谱峰智能辨识技术,最大程度的精简用户需要设置的谱图处理参数,基于独有的高保真数字滤波算法,能够检测出与基线噪声同级的弱小峰,可实现增峰,删峰,合并峰,切割肩峰和特定的基线校正方案,能够处理任何复杂的谱图.可自动识别色谱峰,自动定性和定量,自动储存分析结果和谱图,自动打印谱图和报告.整套仪器体积小,重量轻,便于携带,耗气量极少,是理想的现场测试仪器.
二,技术指标
1.温度控制 室温上5℃～100℃
控温精度 ≤0.1℃
2.检测器灵敏度
S值≥7000mv.ml/mg
空气,四氟化碳<0.001%
二氧化硫<1ppm
3.稳定性
基线漂移 ≤0.16mv/30min
基线噪声 ≤0.08mv
4.稳定时间 ≤1小时
5,样品耗气量:0.5ml/次
6,载气种类:氢气或氦气,10ml/min
7,工作条件
环境温度 -20～45℃
相对温度 ≤85%
电 源 交流220V±10% 50±0.5HZ
8,仪器尺寸:长375mm 宽320mm 高190mm
主机重量:10Kg
三,仪器工作原理
测量基本原理
SP-Ⅲ型便携式SF6色谱仪的检测器采用热导检测器(TCD),TCD(Thermal Conductivity Detector)是利用被测组份和载气的热导率不同响应的浓度型检测器,不仅适于作常量分析,也可直接作ug/g级的痕量分析.SP-Ⅲ型便携式SF6色谱仪在TCD的流路形状,池体积,热丝材料,电桥检测,温度控制精度,灵敏度和采样速度方面均作了改进和提高,其结构及检测电路如下图所示:
TCD工作原理图
1,参考池腔 2,进样器 3,色谱柱 4,测量池腔
图中,下部为热导池与进样器及色谱柱连接示意图,载气流经参考池腔,进样器,色谱柱,从测量池腔中排出;中上部为惠斯顿电桥检测电路,R2R3为固定电阻,R1R4分别为测量臂和参考臂热丝,当调节载气流速,桥电流及热导池温度至一定值后,TCD处于工作状态.
理论和实验均表明,热传导式散热的比例越大,TCD的性能越好.一般用H2,氦气等轻载气灵敏度最高.
SP-Ⅲ型便携式SF6色谱仪由气路控制系统,进样系统,色谱柱,温度控制系统,检测器及其电气线路,数据记录和处理系统等组成.其基本组成方框图如下图所示:
主要组成方框图
工作流程如下:
该仪器的流程主要包括三部分:载气系统,色谱柱和检测器.可用流程框图表示.如下图:
仪器流程原理图
来自高压气瓶的载气首先进入气路控制系统,把载气调节和稳定到所需的流量和压力后,再通过六通阀,把进样品带入色谱柱,分离的各个组分依次进入检测器,经检测器放空样品组份及浓度在检测器中被转化为相应的电信号,经放大后送到色谱工作站,记录各个组份的色谱峰进行定性定量分析.
四,仪器结构
SP-Ⅲ型便携式SF6色谱仪是整体式机型.整机结构由三大部分组成,左面部分是气路控制系统,包括六通阀,稳压阀,稳流阀,压力表,电子流量计;中间部分是柱炉,装有检测器及色谱柱;右面是电器部分,包括热导检测器恒流系统,微机控制主电路系统等.仪器的前面板和后面板示意图如下:
SP-Ⅲ型SF6便携式色谱仪前面板示意图
SP-Ⅲ型SF6便携式色谱仪后面板示意图
(一)色谱柱
色谱柱可以说是气相色谱仪中的心脏,它的质量好坏直接影响仪器的分离度及灵敏度.柱子材质,长短,孔径及内装的固定相的颗粒大小,装柱技术,老化技术等都对色谱柱质量有很大的影响.该仪器选用长度为2米,内径为2毫米的不锈钢管,内装固定相为Porapak-Q,可分离空气,CF4,CO2,SF6及其分解产物.
(二)热导检测器(TCD)
热导检测器是由热导池和电气线路所组成.热导池本身又由敏感元件和金属池体所构成,其敏感元件采用原装进口新型热敏材料,其灵敏度高,体积小,使用寿命长,不怕振动,而且不会因载气中断而被损坏.
热导检测器的工作原理如下图所示.
样气 载气
TCD工作原理图
热导检测器是根据载气中混入其它气态物质时热导率发生变化的原理而制成的.
当热导检测器的参考池与测量池同时通入恒定的工作电流和恒定流量的载气时,敏感元件的发热量和载气所带走的热量也保持恒定,故使敏感元件的温度恒定,其电阻值保持不变,从而使电桥保持平衡,此时无信号输出;当被测样品组份与载气一道进入热导检测器的测量池时,由于混合气体的热导率与纯载气不同,因而带走的热量也不同,使得敏感元件的温度发生改变,其电阻值也随之改变,故使电桥产生不平衡电位,有信号输出,这个信号与被测气体浓度成一定的函数关系,并由色谱工作站记录.
(一)六通阀:
六通阀是色谱仪上安装的一种用于分析气体样品进样装置,它不但操作简便,而且重复性好.该阀是平面六通阀,它主要由阀室和阀盖两部分组成,阀座上有6个孔分别由阀盖上三个弧形槽将相邻两孔连通.下图中虚线表示取样位置,当阀盖转动600时,弧形槽又将另外相邻两孔连通,此时样气通过定量管,而载气直接由载气入口到载气出口;如下图中实线表示进样位置,此时载气通过定量管,将其中的样气带入色谱柱,而样气直接由样气入口到样气出口.平面六通阀结构见下图:
平面六通阀
(四)电子流量计
电子流量计的作用是利用流量传感器将气体流量转变成与流量成正比的电信号,送入放大器并输入到微机控制系统,通过面板上的液晶屏幕显示气体的准确流量.电子流量计显示直观,精度高,方便操作.
技术指标:
流量范围:0～100ml/min 工作压差范围:0.01mPa
准确度:±1.5% 耐压:3mPa
(五)稳压阀
稳压阀在气路中,主要用于稳定载气入口压力.
技术指标:
最大输入压力:0.6mPa 输出压力:0～0.4mPa
稳压精度:±0.003mPa 输出流量:0～1000ml/min
(六)稳流阀
稳流阀又称流量控制器.当气体入口与出口压力恒定时,出口流量保持恒定,而不受出口阻力的影响.
技术指标:
最大输入压力:0.35mPa 输出流量:0～250ml/min
稳流精度:±1%
(七)压力表
压力表主要用于指示气体的压力,在柱温恒定时,此压力表的压力指示为柱前压力.
五,仪器安装调试
(一)仪器安装
1.电源要求:交流220V±10% 50HZ
2.安装场所:避免有腐蚀性气体及影响电系统工作的电场和磁场存在,避免阳光直射.
3.外接气路连接:
被测样气与仪器上样气入口接头的连接管道必须用φ3不锈钢或聚四氟乙烯(塑料王)气路管,严禁用其它材料管道代替.其它连接管道可用聚乙烯软管.
气源各接头(包括仪器内的气路接头)必须检漏,保证整个气路的气密性.(仪器出厂前所有气路均进行了严格的气密性检查.)
4.电路连接:将色谱仪输出的信号与工作站输入的信号接头连接,所有信号接头不能松动.
(二)仪器调试:
仪器出厂前,本公司将最佳条件调试好,用户对操作条件一般不需要修改.
六,分析操作
开机
1.将各处接气路管道及色谱工作站的信号线分别与仪器背面的对应接头连接好;
2.打开载气气瓶总阀,调减压阀压力为0.3MPa;
3.打开仪器电源开关,调节稳流阀至分别所需流量;
4.温度设置:TCD50℃,柱炉40℃分别由温控Ⅰ,温控Ⅱ设置(设置的参数,已调整到最佳工作状态,无须重新设置)
注意:温控Ⅰ,温控Ⅱ的所有参数均不建议更改.否则会影响仪器的正常工作.
5.加热:只要打开仪器的电源开关,当前的实际温度同时可以在屏幕显示.
6.打开桥流:按下"桥流"开关,指示灯亮,表示桥流被接通.
7.待温度恒定后,打开工作站电源,进入工作站系统.(操作参考工作站使用说明书).
8.观察工作站信号输出基线情况,待基线平稳后调"调零"旋钮,将基线调整到"零"位附近.
样气分析
将待测气样用取样管道与仪器后面板上的"样品入口"连接.
旋转六通阀至手柄上的"红线"对准"取样"位置,打开后面板上的开关阀,使样气进入取样管路,待被测样气将管道残存气体(主要是空气)冲洗干净后,再将开关阀关闭,此时样气已经被采样至定量管.
单击色谱工作站"开始采样"按钮,再旋转六通阀至"测量"位置,样气即被带入TCD检测器.
观察色谱工作站,被测组分的色谱峰将自动定性定量,自动储存分析结果,谱图,能够打印分析报告.
关机
关闭TCD:按下"桥流"开关,指示灯灭.
关闭电源开关.
关闭载气钢瓶总阀.
退出工作站,关闭计算机和显示器电源.
SO2分析
将载气管道与仪器后面板的"分解产物分析"功能区的"入口"连接.
打开载气瓶,打开开关阀,调节针形阀至转子流量计的流量为300ml/min左右.同时观察SO2显示为"0"PPM.(若SO2显示窗口的值不为"0",是因为作了校正处理,不会影响测量结果)
关闭开关阀;关闭载气瓶;取出载气连接管道.
将样品取样管道与"入口"连接;打开开关阀,待SO2显示值稳定后关闭开关阀.
注意:每次测量样品之前,先通载气清洗至SO2为"0"PPM左右,测完后也要用载气清洗.
SP-Ⅲ型便携式SF6色谱仪 使用说明书
检测器
六通阀
气体样品
气路控制系统
电桥放大器
色谱工作站
色谱柱
载气(He2)
放空
桥电流
色谱工作站
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