CN113405740B - 一种氟化物泄漏检测设备及检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种氟化物泄漏检测设备及检测方法，其中检测设备包括收集罩、分离装置以及检测装置；收集罩上设有用于收集泄漏气体的收集口以及与分离装置连通的输出口；分离装置配置用于将泄漏气体分离；检测装置与分离装置输出端连通，用于检测分离后气体的浓度数据并计算氟化物气体的泄漏率。本申请提供的一种氟化物泄漏检测设备，可在不停机状态下对生产管道上的各个位置进行微泄漏气体的定性及定量分析，检测过程不会对生产设备造成损害，不会受设备内波动压力的干扰，检测结果较为精确。

Description

一种氟化物泄漏检测设备及检测方法

技术领域

本公开一般涉及泄漏检测技术领域，具体涉及一种氟化物泄漏检测设备及检测方法。

背景技术

有机氧化物的生产装置在长期不间断运行过程中，受高温、高压、腐蚀等影响，时常发生原料或产物微泄漏；有机氟化物大多有毒，同时具有易燃、易爆的性质，一旦发生泄漏将造成严重的事故；

现有技术中通常对氟化物生产装置进行交付前检测或在线检测；交付前检测多采用质谱检漏法，其具有较高灵敏度，但如果需要对生产状态下的生产装置检测，需要进行局部停产，这就必然造成了大量的经济损失；在线检测多采用压力变化法和气泡检测法；压力变化法虽不需要停产检测，但其只能对设备的总漏率进行检测，无法实现泄漏定位，同时由于生产过程中设备压力往往处于波动状态，因此其只能对较大漏量进行检测，无法实现微泄漏检测；气泡检测法需要对设备上的泄漏风险部位喷涂气泡液(一般为皂液)，这种方法需要操作人员仔细并根据经验观察气泡变化情况，检测灵敏度受主观因素较多；同时气泡液与设备易发生化学腐蚀及电化学腐蚀，影响设备安全。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种不需要停产检测，对生产设备无损伤的一种氟化物泄漏检测设备及检测方法。

第一方面本申请提供一种氟化物泄漏检测设备，包括收集罩、分离装置以及检测装置；

所述收集罩上设有用于收集泄漏气体的收集口以及与所述分离装置连通的输出口；

所述分离装置配置用于将所述泄漏气体分离出氟化物气体并输出；所述检测装置与所述分离装置输出端连通，用于检测所述氟化物气体的浓度数据。

其中，在所述收集罩的优选实施方式中，所述收集罩上还设有输入口，所述输入口连通有载气瓶；所述载气瓶内设有惰性气体；

所述输入口与所述载气瓶间设有第一流量控制器；

所述输出口与所述分离装置间设有第二流量控制器。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述输入口还连通有用于输入标准气体的输入装置，所述标准气体成分与所述泄漏气体成分一致。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述输出口与所述第二流量控制器间设有抽气泵，所述抽气泵输出端还连通有排气管道，所述排气管道内设有排气阀门。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述分离装置包括若干个并行设置的检测通道；所述检测通道的一端与所述第二流量控制器连通，另一端通过选通阀与所述检测装置连通；每个所述检测通道内均设有检测阀门以及用于将所述泄漏气体分离的分离柱。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述载气瓶与所述输入口间通过输入管道连通；所述第一流量控制器设置在所述输入管道内；所述输入管道内且靠近所述输入口一端设有输入阀门。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述输出口与所述分离装置间通过输出管道连通，所述第二流量控制器设置在所述输出管道内。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述收集口设置在所述收集罩底部；所述收集罩上设有喉箍；所述收集罩底部设有密封圈；所述收集罩内安装有风扇。

第二方面，本申请提供一种利用如上述所述氟化物泄漏检测设备的检测方法，包括以下步骤：

检测泄漏：将所述收集罩安装在生产管道上；累积t₁时间，开启所述分离装置以及检测装置；判断所述检测装置输出的气体浓度大于设定值时，则所述生产管道存在泄漏；

获取所述氟化物气体的浓度峰面积S₁：判断所述检测装置输出的浓度峰形完整时，则直接获取所述检测装置输出的浓度峰面积S₁；判断所述检测装置输出的浓度峰形削峰时，开启所述载气瓶并调节所述第一流量控制器流量Q₁与所述第二流量控制器流量Q₂的比例，获取所述检测装置输出的浓度峰面积S₁；

注入标准气体：通过所述标准气体输入装置向所述收集罩内注入体积为V₂的标准气体，累积t₂时间，获取所述检测装置输出的浓度峰面积S₂；

计算泄漏率：

其中，q₁为泄漏气体中氟化物气体浓度，q₂为标准气体中氟化物气体浓度。

根据本申请实施例提供的技术方案，检测所述泄漏气体前还包括以下步骤：

开启所述抽气泵以及排气阀门，将所述收集罩内的气压抽至负压；

关闭所述抽气泵，开启所述载气瓶，将所述收集罩内的气压充至标准大气压后继续充入惰性气体3-5min；关闭所述载气瓶以及排气阀门。

本申请的有益效果在于：使用时，将所述收集罩可拆卸快速安装在生产管道上的待测位置处；积累一段时间后，开启所述分离装置以及检测装置；当待测位置发生泄漏时，泄漏气体泄漏至所述收集罩中并不断积累，经过所述分离装置分离出氟化物气体，进而经过所述检测装置即可检测并计算出该位置处氟化物气体泄漏的数据。

本申请提供的一种氟化物泄漏检测设备，可在不停机状态下对生产管道上的各个位置进行微泄漏气体的定性及定量分析，检测过程不会造成生产设备造成损害，不会受生产管道内波动压力的干扰，检测结果较为精确。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请提供的一种氟化物泄漏检测设备的示意图；

图2为图1所示收集罩1的安装结构示意图；

图3为图1所示氟化物泄漏检测设备的检测方法流程图；

图4为图1所示检测装置3输出的浓度峰型削峰时的示意图；

图5为图1所示监测装置3输出的浓度峰型完整时的示意图。

图中标号：

1、收集罩；2、分离装置；3、检测装置；4、载气瓶；5、收集口；6、输入口；7、输出口；8、第一流量控制器；9、第二流量控制器；10、标准气体输入装置；11、风扇；12、抽气泵；13、排气管道；14、排气阀门；15、检测通道；16、选通阀；17、检测阀；18、分离柱；19、输入管道；20、输入阀门；21、输出管道；22、喉箍；23、第一启动阀门；24、第二启动阀门；25、栓耳；26、生产管道；27、密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

请参考图1为本申请提供的一种氟化物泄漏检测设备的示意图，包括收集罩1、分离装置2以及检测装置3；

所述收集罩1上设有用于收集泄漏气体的收集口5以及与所述分离装置2连通的输出口7；

所述分离装置2配置用于将所述泄漏气体分离出氟化物气体并输出；所述检测装置3与所述分离装置2输出端连通，用于检测所述氟化物气体的浓度数据。

具体的，所述收集罩1可拆卸安装在生产管道上，所述收集口5对应于所述生产管道26上的待测位置。

具体的，所述分离装置2配置用于将所述泄漏气体分离出氟化物气体。所述检测装置3用于检测所述氟化物气体的浓度峰面积。

工作原理：使用时，将所述收集罩1可拆卸快速安装在生产管道上的待测位置处；积累一段时间后，开启所述分离装置2以及检测装置3；当待测位置发生泄漏时，泄漏气体泄漏至所述收集罩1中并不断积累，经过所述分离装置2分离出氟化物气体，经过所述检测装置3即可检测并计算出该位置处氟化物气体泄漏的数据。其中，浓度数据包括浓度峰面积。获取的浓度峰面积用于计算该位置处的泄漏率。

本申请提供的一种氟化物泄漏检测设备，可在不停机状态下对生产管道上的各个位置进行微泄漏气体的定性及定量分析，检测过程不会对生产设备造成损害，不会受生产管道内波动压力的干扰，检测结果较为精确。

其中，在所述收集罩1的优选实施方式中，所述收集罩1上还设有输入口6，所述输入口6连通有载气瓶4；所述载气瓶4内设有惰性气体；

所述输入口6与所述载气瓶4间设有第一流量控制器8；

所述输出口7与所述分离装置2间设有第二流量控制器9。

具体的，所述惰性气体为氦气；

工作原理：当所述生产管道的待测位置处泄漏较大时，此时泄漏至所述收集罩1内的气体浓度较大，所述检测装置3所检测的氟化物气体浓度峰值面积易出现削峰现象，当出现削峰现象时可开启所述载气瓶4，同时调节所述第一流量控制器8以及第二流量控制器9的流量比，降低收集罩1内的气体浓度，获得完整峰形，进而求得该位置处的泄漏率。

其中，本领域工作人员可以知道的是，“削峰现象”是指待测气体浓度超过设备的检测限值，即在其输出的浓度峰值波形中出现削峰现象。完整气体浓度峰形如图4所示，削峰现象的气体浓度峰形如图5所示。

优选的，所述输入口6还连通有用于输入标准气体的输入装置10，所述标准气体成分与所述泄漏气体成分一致。

泄漏率的获取方法如下：

检测泄漏：将所述收集罩1安装在生产管道26上；累积t₁时间，开启所述分离装置2以及检测装置3；判断所述检测装置3输出的气体浓度大于设定值时，则所述生产管道26存在泄漏；

具体的，累积t₁时间可使得收集罩1内的泄漏气体积累至一定浓度，便于进行检测。

获取氟化物气体的浓度峰面积S1：判断所述检测装置3输出的浓度峰形完整时，则直接获取所述检测装置3输出的浓度峰面积S1；判断所述检测装置3输出的浓度峰形削峰时，开启所述载气瓶4并调节所述第一流量控制器8流量Q₁与所述第二流量控制器9流量Q₂的比例，重新获取所述检测装置3输出的浓度峰面积S1；

注入标准气体：通过所述输入装置10向所述收集罩1内注入体积为V₂的标准气体，累积t₂时间，获取所述检测装置3输出的浓度峰面积S2；

计算泄漏率：

其中，q₁为泄漏气体浓度，q₂为标准气体浓度。

上述过程中，由于标准气体与泄漏气体均采用同一所述检测装置3测试浓度峰值面积，避免了不同环境、不同装置测量的误差；可实现不停机状态下对生产管道的各个待测位置进行微泄漏的定性及定量分析。

其中，在所述输出口7的优选实施方式中，所述输出口7与所述第二流量控制器9间设有抽气泵12，所述抽气泵12输出端还连通有排气管道13，所述排气管道13内设有排气阀门14。

通过设置所述抽气泵12，使得当收集罩1内的气体积累一段时间后，可通过所述抽气泵12将收集罩1内的泄漏气体全部抽至所述分离装置2中进行分离，提高了检测精度。

同时，使得在对待测位置进行检测之前可对收集罩1内部环境进行预处理，避免其内部的气体影响检测结果，即：

在进行检测前，开启所述抽气泵12以及排气阀门14，将所述收集罩1内的气压抽至负压；关闭所述抽气泵12，开启所述载气瓶4，将所述收集罩1内的气压充至标准大气压后继续充气3-5min；最后关闭所述载气瓶4和排气阀门14并开始进行检测。此时所述收集罩1内部空间为惰性气体和泄漏氟化物气体，避免了其他气体干扰而影响检测结果。

其中，在所述分离装置2的优选实施方式中，所述分离装置2包括若干个并行设置的检测通道15；所述检测通道15的一端与所述第二流量控制器9连通，另一端通过选通阀16与所述检测装置3连通；

每个所述检测通道15内均设有检测阀门17以及用于将所述泄漏气体分离的分离柱18。

具体的，所述分离装置2包括若干个并行设置的检测通道15，即所述检测通道15的数量可以为一个、两个或多个。

由于所述分离装置2包括若干个并行设置的检测通道15，同时在每个所述检测通道15内设置检测阀门17以及分离柱18，使得对检测位置的泄漏气体进行分离的过程中，可将分离罩1移动至下一测量位置进行检测。

例如：所述分离装置2包括两个并行设置的检测通道15，分别为一个检测通道以及第二检测通道；所述第一检测通道内设有第一检测阀门以及第一分离柱，所述第二检测通道内设有第二检测阀门以及第二分离柱。

使用时，关闭第一检测阀门以及第二检测阀门，将收集罩1安装在第一检测位置处；积累t时间后开启第一检测阀门；当第一检测位置处发生泄漏时，其泄漏气体可沿所述第一检测阀门进入至第一分离柱中进行分离；

在第一分离柱进行气体分离的同时，关闭第一检测阀门并将所述收集罩1安装在第二检测位置处；积累t时间后开启第二检测阀门，当第二检测位置处发生泄漏时，其泄漏气体可沿所述第二检测阀门进入至第二分离柱中进行分离；

通过上述结构，使得第一分离柱在进行分离的过程的同时，可对其他待测位置进行泄漏气体的采集分离，减少了检测时间，提高了检测效率。

其中，在所述载气瓶4的优选实施方式中，所述载气瓶4与所述输入口6间通过输入管道19连通；所述第一流量控制器8设置在所述输入管道19内；所述输入管道19内且靠近所述输入口6一端设有输入阀门20。

通过设置所述输入阀门20，使得可控制所述输入管道19与所述收集罩1的通断。优选的，所述载气瓶4上设有第一启动阀门23，所述输入装置10上设有第二启动阀门24。

其中，在所述输出口7的优选实施方式中，所述输出口7与所述分离装置2间通过输出管道21连通，所述第二流量控制器9设置在所述输出管道21内。

其中，在所述收集口5的优选实施方式中，如图2所示，所述收集口5设置在所述收集罩1底部；所述收集罩1上设有喉箍22；所述收集罩1内安装有风扇11。

具体的，所述收集罩1主体为柱体结构，其底部的收集口5为弧形结构，使得可与所述生产管道侧壁配合固定。

具体的，所述收集罩1两端设有栓耳25，所述喉箍22安装在所述栓耳25上，所述喉箍22用于将所述收集罩1固定在所述生产管道侧壁上。

具体的，所述收集罩1底部安装有密封圈27，使得收集罩1与外部环境密封隔绝，提高了检测准确性。

具体的，通过在所述收集罩1内安装风扇，使得可使所述收集罩1内的气体较为均匀，便于检测。

实施例2

如图3所示，本实施例提供一种利用如上述所述氟化物泄漏检测设备的检测方法，包括以下步骤：

S100：检测泄漏：将所述收集罩1安装在生产管道26上；累积t₁时间，开启所述分离装置2以及检测装置3；判断所述检测装置3输出的气体浓度大于设定值时，则所述生产管道26存在泄漏；

具体的，当判断所述检测装置3输出的气体浓度小于等于设定值时，则所述生产管道26不存在泄漏。

作为优选的，如图1所示，由于所述输出口7与所述第二流量控制器9间设有抽气泵12，因此当所述收集罩1累积t₁时间后，可开启所述抽气泵12，使得所述收集罩1内的所有泄漏气体均可进入至所述分离装置2内进行分离，使得检测结果更为准确。

作为优选的，如图1所示，可开启所述风扇11，使得所述收集罩1内部的气体更为均匀，有利于提高检测的准确性。

S200：获取所述氟化物气体的浓度峰面积S1：判断所述检测装置3输出的浓度峰形完整时，则直接获取所述检测装置3输出的浓度峰面积S1；判断所述检测装置3输出的浓度峰形削峰时，开启所述载气瓶4并调节所述第一流量控制器8流量Q₁与所述第二流量控制器9流量Q₂的比例，获取所述检测装置3输出的浓度峰面积S1；

具体的，Q₁：Q₂＝99:100或Q₁：Q₂＝9:10；

S300：注入标准气体：通过所述输入装置10向所述收集罩1内注入体积为V₂的标准气体，累积t₂时间，获取所述检测装置3输出的浓度峰面积S2；

S400：计算泄漏率：

其中，q₁为泄漏气体中氟化物气体浓度，q₂为标准气体中氟化物气体浓度。

具体的，q₁、q₂为已知数值；其中，q₁通常在100ppb到100％，q₂通常为100ppm；

作为优选的，检测所述泄漏气体前还包括以下步骤：

开启所述抽气泵12以及排气阀门14，将所述收集罩1内的气压抽至负压(相对于标准大气压)；具体的，将所述收集罩1内的气压抽至10kPa。

关闭所述抽气泵12，开启所述载气瓶4，将所述收集罩1内的气压充至标准大气压后继续充气3-5min；关闭所述载气瓶4以及排气阀门14。

作为优选的，由于所述分离装置2包括若干个并行设置的检测通道15，同时在每个所述检测通道15内设置检测阀门17以及分离柱18，因此在对检测位置的泄漏气体进行分离的过程中，可将分离罩1移动至下一测量位置进行检测。

以所述分离装置2包括两个检测通道15为例，即所述分离装置2包括第一检测通道以及第二检测通道；同时所述第一检测通道内设有第一检测阀门以及第一分离柱，所述第二检测通道内设有第二检测阀门以及第二分离柱；步骤S100具体为：

将所述收集罩1安装在生产管道26的第一检测位置处，积累t₁时间，开启检测装置3以及第一检测阀门；在所述第一分离柱分离的同时，将所述收集罩1安装在生产管道26的第二检测位置处并关闭第一检测阀门，积累t₁时间，开启第二检测阀门，通过所述选通阀16，使两个通道内的分离气体按照先后顺序进入检测装置3内检测，判断气体浓度大于设定值时，则对应位置存在泄漏。

上述步骤可以看出，在对第一检测位置处积累t₁时间后，进行泄漏气体分离的同时，可移动收集罩1对下一检测位置进行检测；避免了在每个检测位置处都需要耗费大量时间进行气体分离，提高了工作效率。

可以知道的是，所述检测通道还可以为多个，其原理与上述方法相同，在此不再赘述。优选的，所述检测通道小于10个。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种氟化物泄漏检测设备，其特征在于：包括收集罩(1)、分离装置(2)以及检测装置(3)；

所述收集罩(1)上设有用于收集泄漏气体的收集口(5)以及与所述分离装置(2)连通的输出口(7)；

所述分离装置(2)配置用于将所述泄漏气体分离出氟化物气体并输出；所述检测装置(3)与所述分离装置(2)输出端连通，用于检测所述氟化物气体的浓度数据；

所述收集罩(1)上还设有输入口(6)，所述输入口(6)连通有载气瓶(4)；所述载气瓶(4)内设有惰性气体；所述输入口(6)与所述载气瓶(4)间设有第一流量控制器(8)；所述输出口(7)与所述分离装置(2)间设有第二流量控制器(9)；

所述输入口(6)还连通有用于输入标准气体的输入装置(10)，所述标准气体成分与所述泄漏气体成分一致。

2.根据权利要求1所述的氟化物泄漏检测设备，其特征在于：所述输出口(7)与所述第二流量控制器(9)间设有抽气泵(12)，所述抽气泵(12)输出端还连通有排气管道(13)，所述排气管道(13)内设有排气阀门(14)。

3.根据权利要求1所述的氟化物泄漏检测设备，其特征在于：所述分离装置(2)包括若干个并行设置的检测通道(15)；所述检测通道(15)的一端与所述第二流量控制器(9)连通，另一端通过选通阀(16)与所述检测装置(3)连通；

每个所述检测通道(15)内均设有检测阀门(17)以及用于将所述泄漏气体分离的分离柱(18)。

4.根据权利要求1所述的氟化物泄漏检测设备，其特征在于：所述载气瓶(4)与所述输入口(6)间通过输入管道(19)连通；所述第一流量控制器(8)设置在所述输入管道(19)内；所述输入管道(19)内且靠近所述输入口(6)一端设有输入阀门(20)。

5.根据权利要求1所述的氟化物泄漏检测设备，其特征在于：所述输出口(7)与所述分离装置(2)间通过输出管道(21)连通，所述第二流量控制器(9)设置在所述输出管道(21)内。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的氟化物泄漏检测设备，其特征在于：所述收集口(5)设置在所述收集罩(1)底部；所述收集罩(1)上设有喉箍(22)；所述收集罩(1)底部设有密封圈(27)；所述收集罩(1)内安装有风扇(11)。

7.一种利用如权利要求2所述的氟化物泄漏检测设备的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

检测泄漏：将所述收集罩(1)安装在生产管道上；累积t₁时间，开启所述分离装置(2)以及检测装置(3)；判断所述检测装置(3)输出的气体浓度大于设定值时，则所述生产管道存在泄漏；

获取所述氟化物气体的浓度峰面积S1：判断所述检测装置(3)输出的浓度峰形完整时，则直接获取所述检测装置(3)输出的浓度峰面积S₁；判断所述检测装置(3)输出的浓度峰形削峰时，开启所述载气瓶(4)并调节所述第一流量控制器(8)流量Q₁与所述第二流量控制器(9)流量Q₂的比例，获取所述检测装置(3)输出的浓度峰面积S₁；

注入标准气体：通过所述输入装置(10)向所述收集罩(1)内注入体积为V₂的标准气体，累积t₂时间，获取所述检测装置(3)输出的浓度峰面积S₂；

计算泄漏率：

其中，q₁为泄漏气体中氟化物气体浓度，q₂为标准气体中氟化物气体浓度。

8.根据权利要求7所述的利用氟化物泄漏检测设备的检测方法，其特征在于：检测所述泄漏气体前还包括以下步骤：

开启所述抽气泵(12)以及排气阀门(14)，将所述收集罩(1)内的气压抽至负压；

关闭所述抽气泵(12)，开启所述载气瓶(4)，将所述收集罩(1)内的气压充至标准大气压后继续充气3-5min；关闭所述载气瓶(4)以及排气阀门(14)。

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