一种气体浓度现场测试方法

摘要

本发明公开了一种气体浓度现场测试方法，解决了采用螺堵密封的刚性容器内部气体浓度的现场测试问题。本发明将柔性取样仓完全包裹容器末端，内部填充密封泥并用密封带固定；取样仓内部预置螺杆并引入三根气体导管，抽气导管连接压力表及真空泵，进气导管通过流量计与氩气相连，测试导管连接气体测试仪；测试前通过抽真空、充氩气进行体积校准；利用螺杆打开螺堵，气体进入取样仓并通过气体检测仪完成测试；容器内部的气体浓度通过取样仓校准体积及容器内部体积计算得到。本发明适用于采用螺堵密封的刚性容器内部气体的现场测试。

权利要求

1.一种气体浓度现场测试方法，其特征在于：采用柔性取样仓对待测容器进行全包裹密封，通过对取样仓进行抽气、通气的方式校准其体积，利用内置的螺杆打开容器螺堵使内部气体扩散到整个体系中，最后通过气体测试仪完成整个密闭体系的气体浓度测试，并根据容器内部体积及取样仓校准体积计算容器内气体的原始浓度；

具体测试方法包括如下步骤：

(1)将柔性取样仓完全包裹容器末端，内置螺杆并引入三根气体导管，分别为抽气导管、进气导管及测试导管；其中，抽气导管连接压力表及真空泵，进气导管连接流量计及氩气，测试导管连接气体测试仪，每个导管均带有开关阀门；

(2)在取样仓与容器之间的缝隙处填充密封泥，并用密封带封紧；

(3)打开真空泵及抽气阀门，完全排出取样仓内的空气，此时取样仓体积压缩为零；

(4)关闭抽气阀门及真空泵，静置五分钟，检查体系的密封性，若压力表读数无变化，视为不漏气，可进行下一步操作；

(5)打开进气阀门，通入氩气，准确记录流量计读数及通气时间并计算氩气体积；

(6)关闭进气阀门，利用螺杆打开容器末端螺堵，静置15分钟；

(7)打开测试阀门，连接气体测试仪，读取测量数据；

(8)气体浓度可以根据以下公式计算得到:

C＝C0(V1+V2)/V1

其中，C为待测气体的实际浓度，C0为仪器的测试浓度，V1为容器内部的空间体积，V2为取样仓的校准体积，即通入氩气的体积。

说明书

一种气体浓度现场测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及分析测试领域，尤其涉及一种气体浓度现场测试方法。

背景技术

[0002] 某些武器系统在生产装配过程中通常会在内部填充惰性气体并采用螺堵密封以保证安全性，随着装备服役时间的增加以及在运输、贮存过程中环境因素的影响，可能发生战斗部密封橡胶腐蚀、老化等现象，导致内部装药自身挥发、分解所产生的气体扩散到整个装备的腔体中，引发武器弹药失效并危及库房及人员安全。

[0003] 针对密闭容器内部气体浓度的测试，通常采用的方法是利用气体采样袋或取样针在容器内部抽取一定量的气体样品后，再利用仪器进行分析检测。但是，这种方法仅适用于那些具有专用的取样接口或者以橡胶塞等柔性材质密封的容器。对于采用螺堵密封的刚性密闭容器，若直接打开螺堵取样，容器内部气体暴露于开放环境中，势必会发生气体交换，所采集的气体无法反应容器内部的真实状态，对测试结果产生影响；此外，利用采样袋或取样针采样后再进行测试，样品经过一次转移过程，也可能因为状态改变带来误差。因此，如何在密封条件下同时完成取样和现场测试，是解决此类容器内部气体浓度测试问题的关键。目前，针对采用螺堵密封的容器内部气体浓度的现场测试，还没有相关的技术报道。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种气体浓度现场测试方法，可以用于检测采用螺堵密封的刚性容器内部气体浓度。为达到上述目的，本发明采取如下技术方案实现：

[0005] 利用柔性取样仓完全包裹容器末端，内部填充密封泥并用密封带固定；取样仓内部预置螺杆并引入气体导管，测试时通过真空泵排出取样仓内空气，并定量通入氩气进行体积校准，打开螺堵后通过气体测试仪读取数据，气体浓度可通过取样仓校准体积及容器内部体积计算得到。

[0006] 具体测试方法包括以下步骤：

[0007] (1)将柔性取样仓完全包裹容器末端，内置螺杆并引入三根气体导管，分别为抽气导管、进气导管及测试导管。其中，抽气导管连接压力表及真空泵，进气导管通过流量计连接氩气，测试导管连接气体测试仪，每根导管均带有开关阀门；

[0008] (2)取样仓与容器之间的缝隙处填充密封泥，并用密封带封紧；

[0009] (3)打开真空泵及抽气阀门，完全排出取样仓内的空气，此时取样仓体积压缩为零；

[0010] (4)关闭抽气阀门及真空泵，静置五分钟，检查体系的密封性。若压力表读数无变化，视为不漏气，可进行下一步操作；

[0011] (5)打开进气阀门，通入氩气，准确记录流量计读数及通气时间并计算氩气体积；

[0012] (6)关闭进气阀门，利用螺杆打开容器末端螺堵，静置15分钟；

[0013] (7)打开测试阀门，连接气体测试仪，读取测量数据；

[0014] (8)所述待测气体的浓度可以根据以下公式计算得到:

[0015] C＝C0(V1+V2)/V1

[0016] 其中，C为待测气体的实际浓度，C0为仪器的测试浓度，V1为容器内部的空间体积，V2为取样仓的校准体积，即通入氩气的体积。

[0017] 本发明的优势在于：

[0018] (1)利用柔性取样仓进行全包裹密封，可以避免与外界空气发生气体交换影响测试结果，同时适用于不同规格尺寸密闭容器内部的气体测试。

[0019] (2)通过抽真空、充氩气的方式对取样仓的体积进行校准，根据仪器测试数据及密封体系的总体积进行计算，可以获得容器内部气体的原始浓度。

[0020] (3)取样与测试过程同时进行，能够避免样品转移引起的误差，每次测试所需时间不超过30分钟，可以实现样品的现场快速测试。

附图说明

[0021] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0022] 图1为试验中各组件的连接示意图。图中1.取样仓，2.密封带，3.容器，4.抽气导管，5.进气导管，6.测试导管，7.螺堵，8.螺杆，9.压力表，10.真空泵，11.流量计，12.氩气，13.气体测试仪，14.抽气阀门，15.进气阀门，16.测试阀门。

[0023] 图2为四个样品A、B、C、D的现场测试时间-浓度曲线图。

具体实施方式

[0024] 如图1所示，按照以下步骤建立测试装置并进行测量：

[0025] (1)将柔性取样仓1完全包裹容器3末端，内置螺杆8并引入三根气体导管，分别为抽气导管4、进气导管5及测试导管6。其中，抽气导管4连接压力表9及真空泵10，进气导管5通过流量计11连接氩气12，测试导管6连接气体测试仪13，每根导管均带有开关阀门；

[0026] (2)取样仓1与容器3之间的缝隙处填充密封泥，并用密封带2封紧；

[0027] (3)打开真空泵10及抽气阀门14，完全排出取样仓内的空气，此时取样仓体积压缩为零；

[0028] (4)关闭抽气阀门14及真空泵10，静置五分钟，检查体系的密封性；若压力表读数无变化，视为不漏气，可进行下一步操作；

[0029] (5)打开进气阀门15，通入氩气12，准确记录流量计11的读数及通气时间并计算氩气体积；

[0030] (6)关闭进气阀门15，利用螺杆8打开容器3末端的螺堵7，静置15分钟，使得气体从容器3内充分扩散到取样仓1内并达到平衡；

[0031] (7)打开测试阀门16，连接气体测试仪13，读取测量数据；

[0032] (8)所述待测气体的浓度可以根据以下公式计算得到:

[0033] C＝C0(V1+V2)/V1

[0034] 其中，C为待测气体的实际浓度，C0为仪器的测试浓度，V1为容器内部的空间体积，V2为取样仓的校准体积，即通入氩气的体积。

[0035] 以下是发明人给出的具体实施例。

[0036] 实施例：

[0037] 本实施例是一种采用螺堵密封的容器内部有机挥发份(VOCs)气体浓度的现场测试，共对A、B、C、D四个存储时间不同的样品进行了测试，试验过程如下：

[0038] (1)按照图1要求对待测容器进行密封并连接各个组件；

[0039] (2)打开真空泵及抽气阀门，完全排出取样仓内的空气；

[0040] (3)关闭抽气阀门及真空泵，静置五分钟，检查体系的密封性；

[0041] (4)打开进气阀门，通入氩气，准确记录流量计的流速ν及通气时间t，计算氩气体积；

[0042] (5)关闭进气阀门，利用螺杆打开容器末端的螺堵，静置15分钟；

[0043] (6)打开测试阀门，同时连接VOCs气体测试仪，实时读取测量数据，数据读取间隔为1秒，测试时间不低于3分钟；

[0044] (7)根据仪器数据绘制时间-浓度曲线，在示数达到稳定的平台后读取数据作为仪器的测试浓度；

[0045] (8)所述待测气体的浓度可以根据以下公式计算得到:

[0046] C＝C0(V1+V2)/V1

[0047] 其中，C为待测气体的实际浓度，C0为仪器的测试浓度，V1为容器内部的空间体积，V2为取样仓的校准体积，即通入氩气的体积，此处等于流量计的流速ν与通气时间t的乘积。

[0048] 本实施例的现场测试数据如图2所示，从图2可以看出，在打开测试阀门进行测试前，仪器检测不到VOCs气体，仪器示数为零。打开测试阀门后，随着取样仓内气体进入仪器，气体浓度瞬间上升并在测试时间内维持稳定的读数，这一方面说明该测试体系具有很好的密封性，另一方面说明测量结果可以代表整个体系内部的气体浓度。计算结果如表1所示：

[0049] 表1：容器内部VOCs气体测试结果

[0050]样品容器 V1(L) ν(L/min) t(min) V2(L) C0(ppm) C(ppm)
A 1.515 0.8 4 3.2 31.3 97.4
B 1.515 0.6 5 3.0 9.6 28.6
C 1.515 0.7 4.5 3.15 56.4 173.7
D 1.515 0.85 4 3.4 7.7 25.0