阅读说明：本技术 热导检测装置 (Thermal conductivity detection device ) 是由 赖光敏 吴超 吴启 徐天放 董超华 周克朋 于 2020-06-19 设计创作，主要内容包括：本申请涉及气体检测技术领域,具体而言,涉及一种热导检测装置。热导检测装置,包括热导池、热源和两个结构相同的室体,室体包括池体、热敏元件、加热体,池体和加热体均设置于热导池,热源能够通过热导池加热加热体和池体。池体包括气体流道、安装位,热敏元件设置于安装位且探入气体流道,安装位还能用于安装色谱柱。两个室体的热敏元件共同组成惠斯顿电桥。热导检测装置通过两个结构简单的室体构造电桥来进行检测,经过实践发现灵敏度有保障。并且安装位又能兼顾对于色谱柱的安装,不需要额外的安装结构,较之现有技术简化了结构,其成本较低,使得企业可以以较低的成本去日常使用以及后期维护。(The application relates to the technical field of gas detection, in particular to a thermal conductivity detection device. The thermal conductivity detection device comprises a thermal conductivity tank, a heat source and two chamber bodies with the same structure, wherein each chamber body comprises a tank body, a thermosensitive element and a heating body, the tank body and the heating bodies are both arranged in the thermal conductivity tank, and the heat source can heat the heating bodies and the tank body through the thermal conductivity tank. The cell body includes gas flow channel, installation position, and the thermistor sets up in installation position and visits into gas flow channel, and the installation position can also be used for installing the chromatographic column. The thermal elements of the two chambers together form a wheatstone bridge. The thermal conductivity detection device detects through two chamber structure electric bridges with simple structures, and the sensitivity is found to be guaranteed through practice. And the installation position can also be taken into account for the installation of chromatographic column, does not need extra mounting structure, has simplified the structure compared with prior art, and its cost is lower for the enterprise can go daily use and later maintenance with lower cost.)

热导检测装置

技术领域

本申请涉及气体检测技术领域，具体而言，涉及一种热导检测装置。

背景技术

现有的热导检测器普遍存在灵敏度低，结构复杂的问题，而进口的高灵敏度热导检测器价格高，对于企业而言增加了投资费用以及后续的维护费用，不利于降低企业成本。

发明内容

本申请的目的在于提供一种热导检测装置，其能够在保障灵敏度的情况下，改善现有的热导检测器结构复杂的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请的实施例提供了一种热导检测装置，包括热导池、热源和两个结构相同的室体，所述室体包括池体、热敏元件、加热体，所述池体和所述加热体均设置于所述热导池，所述热源能够通过所述热导池加热所述加热体和所述池体；

所述池体包括气体流道、安装位，所述热敏元件设置于所述安装位且探入所述气体流道，所述安装位还能用于安装色谱柱；

两个所述室体的所述热敏元件共同组成惠斯顿电桥。

两个室体可以分别作为参比池和测量池，并且不需要增设辅助结构就可以功能互换，方便使用，一个热导池和一个热源即可同时服务于两个室体。此外，安装位不仅能够安装热敏元件，还能兼顾安装色谱柱，省去额外的色谱柱安装结构，总体较之一般的热导检测器简化了结构，并且通过形成惠斯顿电桥，能够精确检测到电阻变化，从而保障了检测的灵敏度。

另外，根据本申请的实施例提供的热导检测装置，还可以具有如下附加的技术特征：

在本申请的可选实施例中，所述热导池包括铜片和钨丝，所述钨丝的上下两侧分别设置所述铜片，位于所述钨丝上方的所述铜片与所述池体接触，位于所述钨丝下方的所述铜片与所述热源接触。

铜片具有良好的导热性能，而钨丝使得热源的热量能够从下方的铜片更均匀地传递给上方的铜片，使得两个室体的加热程度基本保持一致，有利于保障测量灵敏度。

在本申请的可选实施例中，所述热导检测装置还包括温度传感器，所述热导池与温度传感器连接。

温度传感器可以检测热导池的温度，从而获知设置在热导池上的池体的温度情况，以调整热源的加热功率。

在本申请的可选实施例中，所述气体流道为半扩散式流道。

在本申请的可选实施例中，所述气体流道包括进气口和出气口，所述进气口和所述进气口均通过气路接头与外部连接。

在本申请的可选实施例中，两个所述室体的各自的所述池体的所述出气口，各自连接有皂沫流量计。

皂沫流量计能够准确地测定排出的气体的流量，使得操作人员能够以此对流量进行调节，确保两个室体的流量一致，保障检测的灵敏度。

在本申请的可选实施例中，所述安装位可拆卸地连接有密封螺塞，所述热导检测装置未工作时，所述密封螺塞设置于所述安装位，所述热导检测装置工作时，所述密封螺塞被色谱柱替代。

密封螺塞可以在未进行工作时，保护热敏元件，防止外部杂质影响热敏元件，以保障工作时，热敏元件的反馈能够准确。

在本申请的可选实施例中，所述热敏元件为100Ω铼钨丝。

铼钨丝热感灵敏，并且100Ω的阻值也方便进行运算，使得热导检测装置的检测结果可以更快地呈现，方便操作人员获取。

在本申请的可选实施例中，所述热源包括底座和加热元件，所述加热元件设置于所述底座上方，所述热导池贴合所述加热元件且位于所述加热元件上方。

底座不仅能够为整个热导检测装置提供支撑，还能避免加热元件对与底座连接的器件造成影响。

在本申请的可选实施例中，两个所述室体分别为第一室体和第二室体，所述第一室体的所述气体流道与所述第二室体的气体流道各自独立；

或者是，所述第一室体的所述气体流道与所述第二室体的气体流道连通且通过阀门控制通断，所述第一室体的气体流道能够向所述第二室体的气体流道传输载气，所述第二室体的气体流道的入口处还接有样品管，以通入样品。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请的实施例提供的热导检测装置的剖视图。

图标：10-热导池；11-铜片；12-钨丝；20-热源；21-底座；22-加热元件；23-加热引线；31-池体；32-热敏元件；33-加热体；34-气体流道；341-进气口；342-出气口；35-气路接头；50-温度传感器；51-传感器引线；60-密封螺塞；70-皂沫流量计。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

请参照图1，本申请的实施例提供了一种热导检测装置，包括热导池10、热源20和两个室体。

具体的，图1所示为其中一个室体的结构，另一个室体的结构与之相同，可以同样参考图1所示。具体的，室体包括池体31、热敏元件32、加热体33，池体31和加热体33均设置于热导池10，热源20能够通过热导池10给加热体33和池体31传递热量。

池体31包括气体流道34、安装位，热敏元件32设置于安装位且探入气体流道34，安装位还能用于安装色谱柱；两个室体的热敏元件32共同组成惠斯顿电桥。热导检测装置还包括温度传感器50，热导池10与温度传感器50连接，并且通过传感器引线51与外部接收设备(如工作站或者记录仪)电连接。温度传感器50可以检测热导池10的温度，从而获知设置在热导池10上的池体31的温度情况，以调整热源20的加热功率。

其中，本实施例的气体流道34为半扩散式流道。可以在保障气体不会流动过快的情况下，使得热敏元件32能够与气体更充分得接触，以提升检测时，热敏元件32所感知的温度变化的灵敏度。本实施例所用的热敏元件32为100Ω铼钨丝12。铼钨丝12热感灵敏，并且100Ω的阻值也方便工作站等外部控制设备进行运算，使得热导检测装置的检测结果可以更快地呈现，方便操作人员获取。在与气体流道34的配合下，热敏元件32的温度变化的速度更快且更显著，能够使得电桥的变化也更快且更明显。

详细的，气体流道34包括进气口341和出气口342，进气口341和进气口341均通过气路接头35与外部连接。两个室体的各自的池体31的出气口342，各自连接有皂沫流量计70。皂沫流量计70能够准确地测定排出的气体的流量，使得操作人员能够以此对流量进行调节，确保两个室体的流量一致，保障检测的灵敏度。

具体的，在本实施例中，安装位可拆卸地连接有密封螺塞60，热导检测装置未工作时，密封螺塞60设置于安装位，热导检测装置工作时，密封螺塞60被色谱柱替代。密封螺塞60可以在未进行工作时，保护热敏元件32，防止外部杂质影响热敏元件32，以保障工作时，热敏元件32的反馈能够准确。

在本实施例中，两个室体分别为第一室体和第二室体，第一室体的气体流道34与第二室体的气体流道34各自独立。在使用时，第一室体用于通入纯粹的载气，第二室体用于通载气与待测气体。当然，两个室体可以分别作为参比池和测量池，通入的气体对换种类即可。并且不需要增设辅助结构就可以功能互换，方便使用，一个热导池10和一个热源20即可同时服务于两个室体。此外，安装位不仅能够安装热敏元件32，还能兼顾安装色谱柱，省去额外的色谱柱安装结构，总体较之一般的热导检测器简化了结构，并且通过形成惠斯顿电桥，能够精确检测到电阻变化，从而保障了检测的灵敏度。

或者是，第一室体的气体流道34与第二室体的气体流道34连通且通过阀门控制通断，第一室体的气体流道34能够向第二室体的气体流道34传输载气，可以再设置一个排气管并配置阀门。第二室体的气体流道34的入口处还接有样品管，以通入样品。

当第一室体的载气恒定后，可以直接运用到第二室体内，减少载气的总用量，在运送到第二室体的中途，先排走一定量的载气，然后可以定量地补入样品气体，补入的样品气体量和排走的载气量相当，以保障第二室体内气体流量与第一室体气体流量相同。相应的对于管道的通断控制以及相应的管道内的气流计等物件的设置等，本领域人员均可参考一般的阀门操控以及流量控制等操作，此处不再赘述。

请再结合图1，具体的，本实施例的热导池10包括铜片11和钨丝12，钨丝12的上下两侧分别设置铜片11，位于钨丝12上方的铜片11与池体31接触，位于钨丝12下方的铜片11与热源20接触。铜片11具有良好的导热性能，而钨丝12使得热源20的热量能够从下方的铜片11更均匀地传递给上方的铜片11，使得两个室体的加热程度基本保持一致，有利于保障测量灵敏度。

其中，本实施例的热源20包括底座21和加热元件22，加热元件22设置于底座21上方，并通过加热引线23与外部电连接。热导池10贴合加热元件22且位于加热元件22上方。底座21不仅能够为整个热导检测装置提供支撑，还能避免加热元件22对与底座21连接的器件造成影响。

本实施例的原理是：

以两个室体的气路各自独立的方案为例，将色谱柱安装到安装位，打开载气，使输出压力调节至0.04Mpa，调节仪器上两路载气的调节阀到适当值，并使两路载气的流量相等。设定好加热的温度，当确定载气已经通入到两个室体内的气路之后，设定电流数值为0-200mA，增量为1mA，然后打开桥流开关。

进一步的，可以采用氢气或者氦气又或者是氮气作为载气，在第一室体内仅通过载气气流，在第二室体内则先通过单纯的载气，在稳定后再通过携带有样品气体的载气。一般可以设定两路的流量在50ml/min，通过皂沫流量计70来确定是否达到相应流量要求。需要注意的是，需要先通气再通电，避免管路中的残留气体氧化铼钨丝12，一般可以先通载气30分钟后再加桥流。

在两个室体均只通过一道流量和种类相同的载气时，由于热敏元件32的电阻值相等，并且流过的电流也相同，所以电桥处于平衡状态，此时，热导池10仅输出一条接近零点的直线(即基线)。在加热体33的温度隔离下，加热体33内部腔室的温度不容易受到外部温度影响，保障池体31导热的温度的稳定，利于保障最终的检测结果可靠。

待基线确定后，第二室体内开始通入带样品的载气，色谱柱会分离样品中的不同气体，由于样品组分的导热系数与载气的导热系数不同，使第二室体内的热敏元件32的温度、电阻值发生变化。在电流大小恒定的情况下，热导池10输出的数值与起初的基线之间就会产生差值，这个差值会由外部的工作站或者记录仪等进行记录，不同的组分产生的差值也不同，这样就能得到一个峰形曲线，也就是该样品的色谱峰。

通过上述过程，可以有效地对陶瓷厂煤气气体的成分进行快速检测，并且检测的灵敏度高，结果可靠，帮助使用者根据色谱峰获知生产中的气体的情况，比如包含了哪些组分，组分的量是多少等。

由于组成电桥后，电阻的变化能够很直接地影响电桥的平衡，因此电阻的变化能够很快被检测到。而热导池10对于热量的传递较为均匀，又有加热体33阻隔外部温度影响，使得池体31的温度基本能够保持恒定，结合100Ω铼钨丝12自身对于温度变化的灵敏感应，总体使得检测的灵敏度高，并且保障检测到的变化的阻值是可靠的检测数据。整个装置结构简单，相应的成本并不高，使得陶瓷厂煤气气体的成分的检测成本也得到降低，利于这类企业以及其他需要气体检测的生产企业使用。

灵敏度的计算可以参考以下公式：

S＝AFC/W(mv·ml/mg)；

式中：S表示灵敏度(mv·ml/mg)；

A表示样品峰面积(mv·min)；

W表示样品的进样量(mg)；

FC表示较准后的载气流速(ml/min)。

通过以上公式，能够计算出本实施例的热导检测装置的检测灵敏度，再通过现有的灵敏度高的产品进行同样的检测，对比发现本申请的检测灵敏度能够和现有的价格较高的检测产品的灵敏度相媲美。

需要注意的是，在加热体33温度、还有热导池10温度降到80℃以下再关闭载气。并且加热体33还需要降到60℃以下才可以取下色谱柱，以避免损坏热导检测装置，延长使用寿命，也避免人员受伤。

当然，在满足分析灵敏度的情况下，尽量设置低桥电流使用，这样有利于仪器的稳定，增加热导检测装置的使用寿命。

综上所述，本申请的热导检测装置通过两个结构简单的室体构造电桥来进行检测，经过实践发现灵敏度有保障。并且安装位又能兼顾对于色谱柱的安装，不需要额外的安装结构，较之现有技术简化了结构，其成本较低，使得企业可以以较低的成本去日常使用以及后期维护。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。