用于氦气回收装置氦气纯度检测仪是一种核心质量控制设备,其作用在于连续或周期性地监测回收后氦气的纯度是否达到再次使用的要求标准。氦气因其优异的物理化学性质在半导体制造、航天、低温物理、核磁共振成像、焊接保护等领域应用广泛且价格昂贵,高效的回收利用是降低成本的关键。然而,回收过程可能引入杂质气体(如空气、水蒸气、氮气、氩气、氧气、二氧化碳、碳氢化合物等),影响氦气的性能表现,因此精确的纯度检测至关重要。
一、核心功能与价值
1、确保产品质量:实时验证回收氦气纯度(例如,99.99%/4N 或 99.999%/5N)是否符合应用要求(如 NMR 磁体冷却、精密焊接等)。
2、过程优化与控制:根据检测结果反馈,指导或自动控制回收单元(如净化塔、膜分离系统、低温纯化器、吸附系统)的操作参数(再生、切换、吹扫),优化回收效率、提高产能并降低成本。
3、安全保障:在某些应用中(如带有氧气杂质进入密闭空间可能导致窒息风险),识别超标杂质气体。
4、经济性验证:确认回收操作的经济效益,证明回收氦气确实达标可用,减少购买新氦的消耗和花费。
二、检测原理
针对氦气纯度检测,尤其在需要高精度检测痕量杂质的场景中,常用技术包括:
1、热导率检测器:常用、成熟的技术。
- 原理:利用氦气的热导率特性(远超大多数其他气体),测量混合气体热导率变化可精确推算出氦气浓度。
- 优点:结构相对简单、稳定性好、成本较低、对高纯度氦气检测非常有效。非常适合测量氦气浓度百分比主体纯度。
- 缺点:对某些热导率与氦气接近的杂质(如氢气)分辨率较低,对痕量杂质的绝对检测限不如质谱。
2、质谱仪:
- 原理:将气体分子电离后按质荷比分离检测。
- 优点:高灵敏度,可同时定性定量检测多种痕量杂质(如 N?, O?, H?O, CH?, Ar, CO?, H?等),分析速度快,精度高。
- 缺点:设备昂贵、结构复杂、维护要求较高、校准相对繁琐。
3、残余气体分析仪:是四极杆质谱仪的一种常见应用名称,特别强调对痕量残余杂质的分析。
- 原理:与质谱仪相同。
- 适用场景:对回收氦气的杂质组成、浓度(特别是 ppm / ppb 级杂质)要求非常精准监控的场景(如超导 MRI磁体补液)。能区分不同质量的同气共存杂质。
4、组合技术:有时会将两种技术组合使用(如 TCD + MS),以 TCD 测量高纯度主体氦气百分比,用 MS / RGA 精确分析特定痕量杂质浓度。
三、氦气回收装置氦气纯度检测仪的特点
1、高精度与低检出限:准确测量高氦气背景下的微量杂质,保证纯度的可靠判定。
2、测量范围:可能覆盖 100% 纯氦一直到回收气体入口的初始混合气体浓度(如70%-99.99%+)。
3、快速响应时间:提供实时或准实时数据,以便迅速调整过程参数。
4、良好的稳定性和重复性:确保长期连续运行的可靠性。
5、环境适应性:需耐受安装位置的振动、可能的温度波动和存在腐蚀性气体的风险(取决于净化单元去除程度)。
6、自动化和集成:具备模拟/数字信号输出(4-20mA, RS232/485, Modbus, TCP/IP),易于与回收装置 PLC/DCS 集成,实现自动化闭环控制、联锁、报警和记录。
7、校准和维护:校准过程尽可能简化,降低维护频次和成本。
8、防护等级:满足工业现场的防水防尘(如IP65)要求。
9、样品处理系统:准确、稳定地从回收气体流中取样,降低压力并过滤、干燥(可能内置),确保进入分析单元的样品对仪器安全且分析准确。管线材质需要惰性防渗透(如316L不锈钢、EPTFE管)。
四、安装位置与典型流程(示意)
通常位于回收净化单元下游、进入再使用管路或储罐之前的关键质量控制点:
氦气使用设备/系统 → 回收管道与初级净化 → 主净化单元(分子筛/PSA/膜/低温吸附等) → 次级纯化(如必要) →
↓←--------------- (可能需要返循环)---↑↓←-----------
[氦气纯度检测仪] → (若达标) → 进入高压储气柜或直接返回用户系统使用
↓ (若不达标) → (报警/旁路去进一步处理或放散) → 重新净化或返回前端
也可能内置在回收装置内部提供连续的在线监控。
五、选择氦气纯度检测仪的关键因素
1、目标纯度要求和杂质规格:所需低纯度和对哪些杂质气体的敏感度、允许上限。
2、工艺要求:响应速度、测量频率、是否需要控制回路自动信号触发。
3、成本:包括初期设备购置成本和后期维护成本(耗材、校准、备件)。
4、操作便利性:自动化程度、远程监控能力、故障诊断能力。
5、供应商经验与服务:在氦气检测和回收应用领域的专业能力,服务响应速度和维护支持。
氦气回收纯度检测仪保障了回收工艺的经济可行性,守护了氦气供应的可持续性,也为下游关键应用筑牢了质量防线。在为氦气回收系统选配检测仪时,热导率检测器(TCD)以其成熟稳定和性价比高的优势最为常用。
六、技术参数
产品名称 | 在线式氦气气体探测器 |
产品型号 | EA900-HE |
检测原理 | 热导原理 |
测量范围 | 0-99.99%vol (可选) |
分 辨 率 | 0.1%vol |
采样方式 | 自由扩散式——在线式连续检测,自由扩散式的检测方式; |
安装方式 | 壁挂式;管道式(分抱管式、插管式,管道式外螺纹:M45X1.5mm,可选配管道转接螺丝接头,可焊接); |
示值误差 | ≤±3% FS |
重 复 性 | ≤±1% |
零点漂移 | ≤±1%(FS/年) |
响应时间 | ≤20秒(T90),(更高要求根据传感器性能) |
恢复时间 | ≤10秒 (更高要求根据传感器性能) |
供电电源 | 12~30VDC |
功 率 | ≤2.5 W(DC24V) |
环境压力 | 80kPa~120kPa |
环境温度 | -20℃~+60℃(典型值) -40℃~+80℃(极限值) |
(更高温度、湿度检测环境可选购我司的前置预处理气体监测系统) |
环境湿度 | 10%~95%RH(无凝露) |
主体材质 | ①壳体:ADC12铝合金,铁氟龙烤漆,耐磨耐腐蚀(复杂恶劣环境可选316不锈钢壳体) |
②气室:采用高强度耐磨耐腐蚀铝型材,坚固耐用,气室外螺纹M45*1.5; |
输出信号 | ①三线制4-20mA电流信号输出,可连接各种报警控制器、PLC、DCS 等各种控制系统; |
②RS-485数字信号输出,连接RS232转接卡可在电脑上查看存储数据; |
③2组继电器高低段报警开关量输出:无源触点,容量30V 1A、125VAC 0.5A; |
④电压信号输出:可自行设置0-5V、0-10V信号输出(选配); |
信号传输 | ①三芯(四芯)屏蔽电缆传输:最远可传输1000米至2000米(单芯1平方屏蔽电缆); |
方式 |
报警方式 | 声光报警,可选配声光报警器,报警声音:< 90分贝 |
直接读数 | 测量值,值、最小值 |
数据下载 | 支持RS485串口测量数据下载 |
校准 | 2级至4级以上的目标点校准功能,可设置校准标定值,一键调零 |
防爆电气 | ① NPT3/4转接内螺纹(可选1/2NPT、G3/4、G1/2转接内螺纹) |
连接螺纹 | ② 防爆电缆填料函(选配,防爆认证); |
防爆标志 | Ex d II CT6 Gb |
防护等级 | IP66 |
尺寸 | 180mm*140mm*92mm(高*宽*厚) |
重量 | 约1.6Kg (铝合金壳体) |
执行标准 | GB15322.1-2003,GB3836.1-2010,GB3836.2-2010,GB3836.4-2010 |
质量保证 | 质保期壹年,保修期内免费维修。 |
七、在线式气体探测器标准配置:
1、在线式气体探测器主机:1
2、使用说明书:1
3、包装盒:1
4、合格证\保修卡:1