基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)是名稱(chēng)為:一種基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)及方法，申請(qǐng)?zhí)枮?2015100051440，申請(qǐng)日為2015年I月6日的發(fā)明專(zhuān)利的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種氣體檢測(cè)報(bào)警領(lǐng)域，具體涉及一種氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)及其對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換方法。
【背景技術(shù)】
[0003]眾所周知，硅化鎂法硅烷生產(chǎn)工藝中離不開(kāi)氨，通常是在液氨環(huán)境下，硅化鎂合金與氯化銨反應(yīng)生成硅烷和氨氣，然后低溫分離氨和硅烷，殘留的氨通過(guò)分子篩純化系統(tǒng)進(jìn)行脫除。
[0004]在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，有液氨儲(chǔ)罐、硅烷反應(yīng)廢渣罐、氨氣罐區(qū)等，包括輸氨管道和閥門(mén)等在內(nèi)，在每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有氨的存在。氨氣一旦控制不好或者出現(xiàn)泄漏，不僅降硅烷產(chǎn)品質(zhì)量，還極容易產(chǎn)生環(huán)境污染，給現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工作人員帶來(lái)極大的安全隱患。
[0005]因此，急需一種可以有效檢測(cè)氨氣的技術(shù)和裝置，一方面可提高硅烷產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面可以控制液氨泄露的發(fā)生，以確保生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員的工作安全，避免環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)，同時(shí)提供一種用于該基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)的方法，通過(guò)本系統(tǒng)及其對(duì)應(yīng)的方法可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)如氨氣罐區(qū)或純化器出口的氨氣監(jiān)測(cè)、報(bào)警，并可進(jìn)行采樣點(diǎn)的切換甚至純化器的切換，提高了作業(yè)安全性，有效避免了環(huán)境污染。
[0007]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)，包括第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管、采樣氣栗、六通平面閥、色譜柱、熱導(dǎo)檢測(cè)器、監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)和純化器切換裝置;所述六通平面閥的六個(gè)通口均順時(shí)針按順序編號(hào):通口一?通口六;所述六通平面閥的通口一和通口四之間接有定量管；
[0008]所述第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管通過(guò)第一電磁閥與采樣氣栗連通;所述采樣氣栗的輸出與六通平面閥的通口六連通;所述六通平面閥的通口二與載氣管連通;所述六通平面閥的通口三與監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)之間依次串接色譜柱和熱導(dǎo)檢測(cè)器；
[0009]所述監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)與純化器切換裝置、第一電磁閥、采樣氣栗以及六通平面閥電路連接。
[0010]優(yōu)選的，還進(jìn)一步包括第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管，所述第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管通過(guò)第二電磁閥與采樣氣栗連通;所述第二電磁閥與所述監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)電路連接。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的，除第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管外還包括兩個(gè)以上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管通過(guò)其各自對(duì)應(yīng)的電磁閥與采樣氣栗連通;所述各電磁閥與所述監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)電路連接。
[0012]優(yōu)選的，所述第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管為設(shè)于純化器出口的第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管。。
[0013]優(yōu)選的，所述第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管為設(shè)于純化器出口的第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管，所述第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管為設(shè)于氨氣罐區(qū)的第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管。
[0014]優(yōu)選的，所述色譜柱的填料為GDX403。
[0015]優(yōu)選的，所述監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)包括第一控制器以及與第一控制器連接的存儲(chǔ)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、報(bào)警模塊、電源模塊;所述熱導(dǎo)檢測(cè)器7通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與第一控制器連接。
[0016]優(yōu)選的，所述純化器切換裝置包括混合氣體入口、第二控制器和兩組以上的純化器;每組純化器的入口通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的電磁閥與混合氣體入口連通，與各純化器入口對(duì)應(yīng)的電磁閥均與第二控制器連接;所述純化器切換系統(tǒng)通過(guò)第二控制器與監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)連接。
[0017]同時(shí)，為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的用于上述系統(tǒng)的基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換方法，包括如下步驟:
[0018]設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)的步驟:將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于待監(jiān)測(cè)位置，其中一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于純化器出口 ；
[0019]設(shè)置參數(shù)的步驟:設(shè)置六通平面閥的開(kāi)關(guān)時(shí)間、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的切換時(shí)間、預(yù)設(shè)報(bào)警閾值；
[0020]切換被監(jiān)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣通路的步驟；
[0021]采集樣品氣的步驟；
[0022]色譜分析和檢測(cè)的步驟；
[0023]報(bào)警與切換的步驟:將色譜分析和檢測(cè)的步驟輸出的電信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，與被監(jiān)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)報(bào)警閾值進(jìn)行比較，如等于或大于該預(yù)設(shè)報(bào)警閾值則進(jìn)行該監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的報(bào)警，此時(shí)如當(dāng)前監(jiān)控的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為設(shè)于純化器出口的第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)，同時(shí)輸出純化器切換信號(hào)；
[0024]純化器切換的步驟:根據(jù)報(bào)警與切換的步驟輸出的純化器切換信號(hào)，進(jìn)行純化器的自動(dòng)切換。
[0025]優(yōu)選的，所述基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換方法中:
[0026]所述基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)中:包括兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管，分別為第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管和第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管;所述純化器切換裝置包括兩組純化器，分別為第一純化器和第二純化器;色譜柱的填料為⑶X403;
[0027]所述設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)的步驟中:將第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于純化器出口，第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于氨氣罐區(qū)；
[0028]所述設(shè)置參數(shù)的步驟中:所述預(yù)設(shè)報(bào)警閾值包括與第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一預(yù)設(shè)閾值、與第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二預(yù)設(shè)閾值，所述第一預(yù)設(shè)閾值為50X10—V)l/mol，所述第二預(yù)設(shè)閾值為I X 10—3mol/mol。
[0029]有益效果:本發(fā)明提供的基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)及方法，利用針對(duì)氨氣的色譜柱和熱導(dǎo)檢測(cè)器，結(jié)合監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)如氨氣罐區(qū)或純化器出口等多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氨氣檢測(cè)和報(bào)警，一旦發(fā)生氨氣泄漏能在第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警提醒工作人員進(jìn)行處置，提高了作業(yè)的安全性，同時(shí)有效避免了氨氣泄漏帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題；同時(shí)可進(jìn)行采樣點(diǎn)的靈活選擇和切換。
[0030]進(jìn)一步，當(dāng)進(jìn)行純化器出口對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氨氣檢測(cè)和報(bào)警時(shí)，一旦檢測(cè)到當(dāng)前使用的純化器失效并報(bào)警時(shí)，可通過(guò)監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)輸出切換信號(hào)給純化器切換裝置，進(jìn)行純化器的自動(dòng)切換，既實(shí)現(xiàn)已活化的純化器投入使用，失活的純化器進(jìn)行活化再生的自動(dòng)切換工作模式，節(jié)約了人工檢查的周期和成本的同時(shí)，極大程度上提高了純化的效果和效率，并使得純化器中的純化材料可以反復(fù)使用，節(jié)約資源，具有較高的應(yīng)用和推廣意義。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是本發(fā)明基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖(六通平面閥處于OFF狀態(tài))；
[0032]圖2是本發(fā)明基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖(六通平面閥處于ON狀態(tài))；
[0033]圖3是本發(fā)明基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)中監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4是本發(fā)明基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)中純化器切換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1(六通平面閥處于OFF狀態(tài))和圖2(六通平面閥處于ON狀態(tài))所示，系統(tǒng)中監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，系統(tǒng)中純化器切換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0036]系統(tǒng)實(shí)施例1:如圖1和圖2所示，本系統(tǒng)實(shí)施例1提供的基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)，包括第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管、第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管、采樣氣栗3、六通平面閥、色譜柱6、熱導(dǎo)檢測(cè)器7、監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)和純化器切換裝置;所述六通平面閥的六個(gè)通口均順時(shí)針按順序編號(hào):通口一?通口六;所述六通平面閥的通口一和通口四之間接有定量管5。
[0037]所述第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于純化器出口，所述第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于氨氣罐區(qū)。所述第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管通過(guò)第一電磁閥I與采樣氣栗連通;所述第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管通過(guò)第二電磁閥2與采樣氣栗連通。具體的在本系統(tǒng)實(shí)施例1中，所述第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管、第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管通過(guò)一個(gè)三通閥(圖中未示出)與采樣氣栗連通;第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管與氣動(dòng)三通閥之間設(shè)有第一電磁閥I，第二監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管與氣動(dòng)三通閥之間設(shè)有第二電磁閥2。增加一個(gè)三通閥的控制，能進(jìn)一步有效避免多路采樣氣體的相互干擾和混合。
[0038]所述采樣氣栗的輸出與六通平面閥的通口六連通;所述六通平面閥的通口二與載氣管連通，通口五與排空管連通;所述六通平面閥的通口三與監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)之間依次串接色譜柱6和熱導(dǎo)檢測(cè)器；
[0039]所述監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)與純化器切換裝置、第一電磁閥1、第二電磁閥2、三通閥、采樣氣栗3以及六通平面閥電路連接。
[0040]本系統(tǒng)實(shí)施例1中所述色譜柱6的填料為GDX403。
[0041]如圖3所示，所述監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)包括第一控制器以及與第一控制器連接的存儲(chǔ)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、報(bào)警模塊、電源模塊;所述熱導(dǎo)檢測(cè)器7通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與第一控制器連接。
[0042]如圖4所示，所述純化器切換裝置包括混合氣體入口、第二控制器、第一純化器和第二純化器;第一純化器的入口通過(guò)第三電磁閥8與混合氣體入口連通，第二純化器的入口通過(guò)第四電磁閥9與混合氣體入口連通，第三電磁閥8和第四電磁閥9均與第二控制器連接；所述純化器切換系統(tǒng)通過(guò)第二控制器與監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)連接。
[0043]系統(tǒng)實(shí)施例2:本實(shí)施例提供的基于色譜分析的氨氣監(jiān)測(cè)報(bào)警與切換系統(tǒng)，包括第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管、采樣氣栗、六通平面閥、色譜柱、熱導(dǎo)檢測(cè)器、監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)和純化器切換裝置;所述六通平面閥的六個(gè)通口均順時(shí)針按順序編號(hào):通口一?通口六;所述六通平面閥的通口一和通口四之間接有定量管；
[0044]所述第一監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)氣管通過(guò)第一電磁閥與采樣氣栗連通;所述采樣氣栗的輸出與六通平面閥的通口六連通;所述六通平面閥的通口二與載氣管連通，通口五與排空管連通；所述六通平面閥的通口三與監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)之間依次串接色譜柱和熱導(dǎo)檢測(cè)器；
[0045]所述監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)與純化器切換裝置、第一電磁閥、采樣氣栗以及六通平面閥電路連接。
[0046]所述色譜柱的