氣象色譜儀基本構(gòu)造1 介紹
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1．1 工作原理
按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17623-1998《絕緣油中溶解氣體組分含量的氣相色譜測定法》、中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》中推薦的氣相色譜儀流程而設(shè)計(jì)制造的電力系統(tǒng)專用氣相色譜儀。
采用三檢測器流程，一次進(jìn)樣，雙柱并聯(lián)，一次分流。在檢測靈敏度，色譜峰的分離度和定量準(zhǔn)確性方面都優(yōu)于國標(biāo)及行標(biāo)的要求。連接網(wǎng)絡(luò)型專用色譜工作站，成為電力行業(yè)充油電氣設(shè)備的制造企業(yè)——變壓器廠、互感器廠、高壓電瓷廠、套管廠等；及使用企業(yè)——發(fā)電廠、供電局等單位性能*為優(yōu)越，操作為檢測*為靈敏的高效專用氣相色譜儀。
工作原理簡圖如下圖所示：
圖1.1 氣路圖
氣象色譜儀基本構(gòu)造1．2 特點(diǎn)
眾所周知，傳統(tǒng)電力氣相色譜儀是以1臺色譜儀、1臺AD轉(zhuǎn)換器、1套計(jì)算機(jī)、1套打印機(jī)的方式工作的。這種工作方式使得色譜儀配備較多的用戶在使用和管理上非常不便，并且設(shè)備重復(fù)投資、浪費(fèi)嚴(yán)重。在當(dāng)今技術(shù)高速發(fā)達(dá)的今天，計(jì)算機(jī)可以說是貶值*嚴(yán)重的商品之一。配備大量的計(jì)算機(jī)也給用戶在設(shè)備管理和數(shù)據(jù)管理上帶來諸多不便。同時(shí)這種傳統(tǒng)的使用模式往往要采用一個(gè)廠家的電力氣相色譜儀，又要采用另外一個(gè)廠家的工作站配合才能使用，使得系統(tǒng)整體的功能難以發(fā)揮、系統(tǒng)的性能也難以提高，對于用戶提出的功能增加就更無從談起了（比如數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸、多臺儀器的監(jiān)控等）。
針對這一傳統(tǒng)電力氣相色譜儀的使用弊病，我公司利用其強(qiáng)大的技術(shù)開發(fā)實(shí)力，采用了全新的工業(yè)造型、電子線路，并將當(dāng)今的主流技術(shù)（IP技術(shù)）應(yīng)用于電力氣相色譜儀，開發(fā)出的新型電力氣相色譜儀。儀器徹底摒棄了停產(chǎn)芯片或拆機(jī)芯片以及即將淘汰的RS232通信串口，采用了*新的高集成度的工業(yè)級芯片、總線技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)、微流量氣體控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)、優(yōu)化了溫控程序和氣路控制，從根本上提高了儀器的可靠性和可維護(hù)性。
采用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并內(nèi)置了譜圖數(shù)據(jù)處理技術(shù)，徹底打破了現(xiàn)有國產(chǎn)色譜儀的繁瑣笨重的工作模式。使得多臺色譜儀共用1套計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)分析、打印、存儲成為現(xiàn)實(shí),并實(shí)現(xiàn)了儀器的遠(yuǎn)距離監(jiān)控和色譜數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，*大程度的降低了用戶的實(shí)驗(yàn)室投資以及運(yùn)行費(fèi)用，方便了企業(yè)管理人員對產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)時(shí)跟蹤管理。下圖1.2為工作運(yùn)行簡圖。
圖1.2 運(yùn)行簡圖
有如下功能和特點(diǎn)：
★ 采用了技術(shù)先進(jìn)的10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)通信接口、并內(nèi)置IP協(xié)議棧、使儀器可以輕松的通過企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸；方便了實(shí)驗(yàn)室的架設(shè)、簡化了實(shí)驗(yàn)室的配置、方便了分析數(shù)據(jù)的管理；
★ 內(nèi)部設(shè)計(jì)3個(gè)獨(dú)立的連接進(jìn)程，可以連接到本地處理（實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場）、單位主管、以及上級主管，可以方便地使單位主管和上級主管實(shí)時(shí)監(jiān)控儀器的運(yùn)行以及分析數(shù)據(jù)結(jié)果；
★ 配備的網(wǎng)絡(luò)版工作站可以同時(shí)支持多臺色譜儀工作（253臺），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理以及反控，簡化了文檔管理，并*大程度的降低了用戶的實(shí)驗(yàn)室投資以及運(yùn)行費(fèi)用；
★ 可以通過互聯(lián)網(wǎng)連接到生產(chǎn)廠家，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程程序更新等（需用戶許可）；
★ 配備的5.7寸彩色液晶屏，操作滿足不同的用戶需求；
★ 系統(tǒng)具有中、英文2套操作系統(tǒng)，可自由切換；
★ 采用了多處理器并行工作方式，使儀器更加穩(wěn)定可靠；可滿足復(fù)雜樣品分析，可選配多種高性能檢測器選擇，如FID、TCD，*多可同時(shí)安裝三種檢測器；
★ 采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)明了、更換升級方便，保護(hù)了投資的有效性；
★ 全新的微機(jī)溫度控制系統(tǒng)，控溫精度高，可靠性和抗干擾性能優(yōu)越；具有六路完全獨(dú)立的溫度控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)十六階程序升溫，使該設(shè)備能勝任更大范圍的樣品分析；具有柱箱自動(dòng)后開門系統(tǒng)，使低溫控制精度得到提高，升/降溫速度更快；
★ 設(shè)計(jì)定時(shí)自啟動(dòng)程序，可以輕松的完成氣體樣品的在線分析（需配備在線自動(dòng)進(jìn)樣部件）；
★ 全微機(jī)控制鍵盤的操作系統(tǒng)，操作簡單、方便；并設(shè)計(jì)檢測器自動(dòng)識別技術(shù)；具有故障診斷以及斷電數(shù)據(jù)保護(hù)的功能，可自動(dòng)記憶設(shè)定參數(shù)；
★ 內(nèi)置低噪聲、高分辨率24位AD電路，并具有基線存儲、基線扣除的功能；
★ 配備國內(nèi)主流“變壓器油氣體分析工作站”，功能強(qiáng)大、操作簡潔；
氣象色譜儀基本構(gòu)造1．3 技術(shù)指標(biāo)
由進(jìn)樣器、檢測器、色譜柱箱、鎳轉(zhuǎn)化爐、氣體流量控制系統(tǒng)、電路控制檢測系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)版專用工作站等組成。
1．3．1 主要技術(shù)指標(biāo)
外觀大氣、結(jié)構(gòu)合理的設(shè)計(jì)，同時(shí)加載了我公司自主研發(fā)的彩屏顯示技術(shù)、氣體電子流量控制技術(shù)。使其的自動(dòng)化水平和整體性能得到了大幅提高。縮短了國產(chǎn)機(jī)型與進(jìn)口機(jī)型的差距，加之本儀器獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸及控制功能，使儀器在無人值守、分散監(jiān)測、集中控制成為現(xiàn)實(shí)。
圖1.5 外觀圖
氣象色譜儀基本構(gòu)造主要技術(shù)指標(biāo)：
●操作顯示：5.7寸點(diǎn)陣漢化彩色液晶（可配備觸摸屏）
●溫控區(qū)域：6路
●溫控范圍：室溫以上8℃～450℃，增量： 1℃， 精度：±0.1℃
●程序升溫階數(shù)：16階
●程升速率：0.1～39℃/min（普通型）；0.1～80℃/min（高速型）
●氣體控制：機(jī)械閥控制方式、電子流量壓力控制方式任選
●外部事件：4路；輔助控制輸出4路
●進(jìn)樣器種類：填充柱進(jìn)樣、毛細(xì)管進(jìn)樣、六通閥氣體進(jìn)樣、自動(dòng)頂空進(jìn)樣任選
●檢測器數(shù)目：3個(gè)（*多）；
●啟動(dòng)進(jìn)樣：手動(dòng)、自動(dòng)任選
●通信接口：以太網(wǎng)：IEEE802.3
氣象色譜儀基本構(gòu)造1．3．2 檢測器技術(shù)指標(biāo)
氫火焰離子化檢測器（FID）
●檢測限：Mt≤3×10-12g/s （正十六烷）；
●噪音：≤5×10-14A
●漂移：≤1×10-13A/30min
●線性范圍： ≥106
●*高使用溫度：≤450℃
熱導(dǎo)檢測器（TCD）
●靈敏度：S≥4000mV?ml/mg(正十六烷)（放大1、2、4、8倍任選）
●噪聲：≤10μV
●基線漂移：≤30μv/30min
基本構(gòu)造
氣相色譜儀的基本構(gòu)造有兩部分，即分析單元和顯示單元。前者主要包括氣源及控制計(jì)量裝置﹑進(jìn)樣裝置﹑恒溫器和色譜柱。后者主要包括檢定器和自動(dòng)記錄儀。色譜柱(包括固定相)和檢定器是氣相色譜儀的核心部件。
(1)氣路系統(tǒng)
氣相色譜儀中的氣路是一個(gè)載氣連續(xù)運(yùn)行的密閉管路系統(tǒng)。整個(gè)氣路系統(tǒng)要求載氣純凈、密閉性好、流速穩(wěn)定及流速測量準(zhǔn)確。
(2)進(jìn)樣系統(tǒng)
進(jìn)樣就是把氣體或液體樣品勻速而定量地加到色譜柱上端。
(3)分離系統(tǒng)分離系統(tǒng)的核心是色譜柱，它的作用是將多組分樣品分離為單個(gè)組分。色譜柱分為填充柱和毛細(xì)管柱兩類。
(4)檢測系統(tǒng)檢測器的作用是把被色譜柱分離的樣品組分根據(jù)其特性和含量轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)放大后，由記錄儀記錄成色譜圖。
(5)信號記錄或微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
近年來氣相色譜儀主要采用色 譜數(shù)據(jù)處理機(jī)。色譜數(shù)據(jù)處理機(jī)可打印記錄色譜圖，并能在同一張記錄紙上打印出處理后的結(jié)果，如保留時(shí)間、被測組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)等。
(6)溫度控制系統(tǒng)
用于控制和測量色譜柱、檢測器、氣化室溫度，是氣相色譜儀的重要組成部分。氣相色譜儀分為兩類:一類是氣固色譜儀，另一類是氣液分配色譜儀。這兩類色譜儀所分離的固定相不同，但儀器的結(jié)構(gòu)是通用的。
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