一種基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報(bào)警與切換系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體檢測報(bào)警領(lǐng)域，具體涉及一種氨氣監(jiān)測報(bào)警與切換系統(tǒng)及其對應(yīng)的監(jiān)測報(bào)警與切換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，硅化鎂法硅烷生產(chǎn)工藝中離不開氨，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，殘留的氨通過分子篩純化系統(tǒng)進(jìn)行脫除。
[0003]在整個生產(chǎn)過程中，有液氨儲罐、硅烷反應(yīng)廢渣罐、氨氣罐區(qū)等，包括輸氨管道和閥門等在內(nèi)，在每個生產(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)場生產(chǎn)工作人員帶來極大的安全隱患。
[0004]因此，急需一種可以有效檢測氨氣的技術(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)場人員的工作安全，避免環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]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)測報(bào)警與切換系統(tǒng)，同時提供一種用于該基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報(bào)警與切換系統(tǒng)的方法，通過本系統(tǒng)及其對應(yīng)的方法可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測點(diǎn)如氨氣罐區(qū)或純化器出口的氨氣監(jiān)測、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。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報(bào)警與切換系統(tǒng)，包括第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管、采樣氣泵、六通平面閥、色譜柱、熱導(dǎo)檢測器、監(jiān)控報(bào)警平臺和純化器切換裝置；所述六通平面閥的六個通口均順時針按順序編號: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；
所述第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管通過第一電磁閥與采樣氣泵連通；所述采樣氣泵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)警平臺之間依次串接色譜柱和熱導(dǎo)檢測器；
所述監(jiān)控報(bào)警平臺與純化器切換裝置、第一電磁閥、采樣氣泵以及六通平面閥電路連接。
[0007]優(yōu)選的，還進(jìn)一步包括第二監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管，所述第二監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管通過第二電磁閥與采樣氣泵連通；所述第二電磁閥與所述監(jiān)控報(bào)警平臺電路連接。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選的，除第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管外還包括兩個以上的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管，各監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管通過其各自對應(yīng)的電磁閥與采樣氣泵連通；所述各電磁閥與所述監(jiān)控報(bào)警平臺電路連接。
[0009]優(yōu)選的，所述第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管為設(shè)于純化器出口的第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管。。
[0010]優(yōu)選的，所述第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管為設(shè)于純化器出口的第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管，所述第二監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管為設(shè)于氨氣罐區(qū)的第二監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管。
[0011]優(yōu)選的，所述色譜柱的填料為⑶X403。
[0012]優(yōu)選的，所述監(jiān)控報(bào)警平臺包括第一控制器以及與第一控制器連接的存儲模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、報(bào)警模塊、電源模塊；所述熱導(dǎo)檢測器7通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與第一控制器連接。
[0013]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各自對應(yīng)的電磁閥與混合氣體入口連通，與各純化器入口對應(yīng)的電磁閥均與第二控制器連接；所述純化器切換系統(tǒng)通過第二控制器與監(jiān)控報(bào)警平臺連接。
[0014]同時，為解決上述技術(shù)問題，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)測報(bào)警與切換方法，包括如下步驟:
設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)的步驟:將各監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的各監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于待監(jiān)測位置，其中一個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于純化器出口；
設(shè)置參數(shù)的步驟:設(shè)置六通平面閥的開關(guān)時間、各監(jiān)測點(diǎn)的切換時間、預(yù)設(shè)報(bào)警閾值； 切換被監(jiān)控監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣通路的步驟；
采集樣品氣的步驟；
色譜分析和檢測的步驟；
報(bào)警與切換的步驟:將色譜分析和檢測的步驟輸出的電信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，與被監(jiān)控監(jiān)測點(diǎn)對應(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)測點(diǎn)對應(yīng)的報(bào)警，此時如當(dāng)前監(jiān)控的監(jiān)測點(diǎn)為設(shè)于純化器出口的第一監(jiān)測點(diǎn)，同時輸出純化器切換信號;
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，進(jìn)行純化器的自動切換。
[0015]優(yōu)選的，所述基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報(bào)警與切換方法中:
所述基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報(bào)警與切換系統(tǒng)中:包括兩個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管，分別為第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管和第二監(jiān)測點(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 ；
所述設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)的步驟中:將第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于純化器出口，第二監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于氨氣罐區(qū)；
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)測點(diǎn)對應(yīng)的第一預(yù)設(shè)閾值、與第二監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的第二預(yù)設(shè)閾值，所述第一預(yù)設(shè)閾值為50X10_6mOl/mOl，所述第二預(yù)設(shè)閾值為 1X10 3mol/molο
[0016]有益效果:本發(fā)明提供的基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報(bào)警與切換系統(tǒng)及方法，利用針對氨氣的色譜柱和熱導(dǎo)檢測器，結(jié)合監(jiān)控報(bào)警平臺，可實(shí)現(xiàn)如氨氣罐區(qū)或純化器出口等多個監(jiān)測點(diǎn)的氨氣檢測和報(bào)警，一旦發(fā)生氨氣泄漏能在第一時間進(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，同時有效避免了氨氣泄漏帶來的環(huán)境污染問題；同時可進(jìn)行采樣點(diǎn)的靈活選擇和切換。
[0017]進(jìn)一步，當(dāng)進(jìn)行純化器出口對應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)的氨氣檢測和報(bào)警時，一旦檢測到當(dāng)前使用的純化器失效并報(bào)警時，可通過監(jiān)控報(bào)警平臺輸出切換信號給純化器切換裝置，進(jìn)行純化器的自動切換，既實(shí)現(xiàn)已活化的純化器投入使用，失活的純化器進(jìn)行活化再生的自動切換工作模式，節(jié)約了人工檢查的周期和成本的同時，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。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報(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))；
圖2是本發(fā)明基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報(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))；
圖3是本發(fā)明基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報(bào)警與切換系統(tǒng)中監(jiān)控報(bào)警平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報(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】
[0019]本發(fā)明基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報(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)施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0020]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)測報(bào)警與切換系統(tǒng)，包括第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管、第二監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管、采樣氣泵3、六通平面閥、色譜柱6、熱導(dǎo)檢測器7、監(jiān)控報(bào)警平臺和純化器切換裝置；所述六通平面閥的六個通口均順時針按順序編號: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。
[0021]所述第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于純化器出口，所述第二監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于氨氣罐區(qū)。所述第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管通過第一電磁閥I與采樣氣泵連通；所述第二監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管通過第二電磁閥2與采樣氣泵連通。具體的在本系統(tǒng)實(shí)施例1中，所述第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管、第二監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管通過一個三通閥(圖中未示出)與采樣氣泵連通；第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管與氣動三通閥之間設(shè)有第一電磁閥1，第二監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管與氣動三通閥之間設(shè)有第二電磁閥2。增加一個三通閥的控制，能進(jìn)一步有效避免多路采樣氣體的相互干擾和混合。
[0022]所述采樣氣泵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)警平臺之間依次串接色譜柱6和熱導(dǎo)檢測器；
所述監(jiān)控報(bào)警平臺與純化器切換裝置、第一電磁閥1、第二電磁閥2、三通閥、采樣氣泵3以及六通平面閥電路連接。
[0023]本系統(tǒng)實(shí)施例1中所述色譜柱6的填料為⑶X403。
[0024]如圖3所示，所述監(jiān)控報(bào)警平臺包括第一控制器以及與第一控制器連接的存儲模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、報(bào)警模塊、電源模塊；所述熱導(dǎo)檢測器7通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與第一控制器連接。
[0025]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)通過第二控制器與監(jiān)控報(bào)警平臺連接。
[0026]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)測報(bào)警與切換系統(tǒng)，包括第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管、采樣氣泵、六通平面閥、色譜柱、熱導(dǎo)檢測器、監(jiān)控報(bào)警平臺和純化器切換裝置；所述六通平面閥的六個通口均順時針按順序編號: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；
所述第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管通過第一電磁閥與采樣氣泵連通；所述采樣氣泵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)警平臺之間依次串接色譜柱和熱導(dǎo)檢測器；
所述監(jiān)控報(bào)警平臺與純化器切換裝置、第一電磁閥、采樣氣泵以及六通平面閥電路連接。
[0027]所述色譜柱的填料為⑶X403。
[0028]如圖3所示，所述監(jiān)控報(bào)警平臺包括第一控制器以及與第一控制器連接的存儲模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、報(bào)警模塊、電源模塊；所述熱導(dǎo)檢測器7通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與第一控制器連接。
[0029]如圖4所示，所述純化器切換裝置包括混合氣體入口、第二控制器和兩組以上的純化器；每組純化器的入口通過各自對應(yīng)的電磁閥與混合氣體入口連通，各電磁閥與第二控制器連接；所述純化器切換系統(tǒng)通過第二控制器與監(jiān)控報(bào)警平臺連接。
[0030]所述第一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管設(shè)于純化器出口或氨氣罐區(qū)。
[0031]系統(tǒng)實(shí)施例3:與系統(tǒng)實(shí)施例1、系統(tǒng)實(shí)施例2中的任一個結(jié)構(gòu)基本相同，相同之處不再累述，所不同的是:包括兩個及兩個以上的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管，各監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管通過其各自對應(yīng)的電磁閥與采樣氣泵連通；各電磁閥與采樣氣泵之間根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)可配置氣動多通閥用于監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管的選擇。所述各與監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)氣管連接的電磁閥均與所述監(jiān)控報(bào)警平臺電路連接。
[0032]所述純化器切換裝置包括混合氣體入口、第二