CN113984855A - 一种放射性废气中目标气体浓度测量方法及装置 - Google Patents
一种放射性废气中目标气体浓度测量方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113984855A CN113984855A CN202111232338.6A CN202111232338A CN113984855A CN 113984855 A CN113984855 A CN 113984855A CN 202111232338 A CN202111232338 A CN 202111232338A CN 113984855 A CN113984855 A CN 113984855A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- measuring
- concentration
- waste gas
- gas
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 155
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 108
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 108
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 108
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 94
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 94
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 92
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims abstract description 31
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 23
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims description 20
- 238000002795 fluorescence method Methods 0.000 claims description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 abstract description 18
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 17
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 1
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
本发明涉及一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，采用全新设计思路，基于对废气中溶解氢与溶解氧的求解，结合废气的压力检测结果与温度检测结果，进行综合数据处理应用，能够高效准确获得废气中的氢气浓度与氧气浓度；同时应用电化学溶解氢分析仪（7）、荧光法溶解氧分析仪（10）、以及压力表（12）、温度计（13），获得实现放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置的构建，整个设计大大简化了装置，使得造价和维护成本都大幅度降低，并且实际应用中干扰因素少，测量精度高，装置的稳定性得到有效提高，维护工作时间大幅度降低，减少了工作人员从事维护工作时因处于放射性环境经受的辐射量。
Description
技术领域
本发明涉及一种放射性废气中目标气体浓度测量方法及装置，属于放射气体检测技术领域。
背景技术
核电厂废气***用于收集、处理并排放含氢和含氧的放射性废气，使厂区外放射性释放保持在可以接受的范围内。废气中气体成分包括氢气、氧气、氮气、水蒸气，以及放射性的惰性气体例如氙和氪等，为了防止氢气燃烧和***，需要对废气中氢气浓度和氧气浓度进行测量。
现有技术中测量氢气浓度的方法有多种，包括气相色谱、热导、催化燃烧、固态薄膜氢气传感器等；其中，气相色谱仪是比较贵重的设备，维护和运行的技术复杂成本高；热导仪因为实际背景气体成分复杂而使得误差大；催化燃烧及固态薄膜氢气传感器测量范围小，无法满足实际需求。
另外，现有技术中测量氧气浓度的方法有多种，包括气相色谱、顺磁、燃料电池、氧化锆等；其中，气相色谱仪维护和运行的技术复杂成本高；顺磁仪对环境要求高，不能受到振动；燃料电池仪表传感器寿命短；废气的温度不在氧化锆仪表适宜的工作温度范围。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，本发明设计了一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，采用全新设计思路，应用溶解氢数据与溶解氧数据，结合废气的压力与温度，高效实现废气中氢浓度与氧浓度的测量，并且实际应用成本低。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，首先针对放射性废气进行测量，获得放射性废气的温度值t测、压力值p测、以及放射性废气中目标气体所对应的溶解目标气体浓度值；然后根据温度值t测、压力值p测、以及溶解目标气体浓度值，计算获得放射性废气中目标气体浓度。
作为本发明的一种优选技术方案：所述目标气体为氢气，即所述获得放射性废气中氢气所对应的溶解氢浓度值DH测，结合放射性废气的温度值t测、压力值p测，按如下步骤A至步骤C，实现放射性废气中氢气浓度的获得；
步骤A.根据温度-饱和溶解氢对照表，应用插值法计算获得温度值t测所对应的饱和溶解氢浓度DH计，然后进入步骤B；
步骤B.按如下公式：
pW＝1.013*exp{1*10-[4*103+2*105/(273.15+t测)]/(273.15+t测)}
计算获得水蒸气所对应的饱和蒸汽压pW，然后进入步骤C；
步骤C.按如下公式：
计算获得放射性废气中氢气浓度CH，实现放射性废气中氢气浓度的获得。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤A包括如下步骤A1至步骤A2；
步骤A1.根据温度-饱和溶解氢对照表，获得所述温度值t测相邻的两个温度值t1、t2，以及温度值t1、t2分别对应的饱和溶解氢浓度DH1、DH2，然后进入步骤A2；其中，t1＜t2；
步骤A2.按如下公式：
计算获得温度值t测所对应的饱和溶解氢浓度DH计，然后进入步骤B。
作为本发明的一种优选技术方案：所述放射性废气中氢气所对应的溶解氢浓度值DH测，通过电化学溶解氢分析法获得。
作为本发明的一种优选技术方案：所述目标气体为氧气，即所述获得放射性废气中氧气所对应的溶解氧浓度值DO测，结合放射性废气的温度值t测、压力值p测，按如下步骤I至步骤III，实现放射性废气中氧气浓度的获得；
步骤I.按如下公式：
DO计＝1.013*exp{2*10-[5*103-1*106/(273.15+t测)]/(273.15+t测)}
计算获得温度值t测所对应的饱和溶解氧浓度DO计，然后进入步骤II；
步骤II.按如下公式：
pW＝1.013*exp{1*10-[4*103+2*105/(273.15+t测)]/(273.15+t测)}
计算获得水蒸气所对应的饱和蒸汽压pW，然后进入步骤III；
步骤III.按如下公式
计算获得放射性废气中氧气浓度Co，实现放射性废气中氧气浓度的获得。
作为本发明的一种优选技术方案：所述获得放射性废气中氧气所对应的溶解氧浓度值DO测，通过荧光法溶解氧分析法获得。
本发明为了解决上述技术问题，本发明设计了一种实现放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置，采用全新设计思路，应用电化学溶解氢分析仪与荧光法溶解氧分析仪，结合用于废气压力与温度的测量装置，高效实现废气中氢浓度与氧浓度的测量，并且实际应用成本低。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种实现放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置，包括第一针型阀、第二针型阀、控制模块，以及分别与控制模块相连接的压力表、温度计、用于实现放射性废气中氢气所对应溶解氢浓度值获得的电化学溶解氢分析仪、用于实现放射性废气中氧气所对应溶解氧浓度值获得的荧光法溶解氧分析仪；
其中，所述放射性废气通过管路分别对接第一针型阀的其中一端、第二针型阀的其中一端；第一针型阀的另一端对接电化学溶解氢分析仪的输入端，第二针型阀的另一端对接荧光法溶解氧分析仪的输入端；电化学溶解氢分析仪的输出端与荧光法溶解氧分析仪的输出端通过管路汇聚、并通过管路经压力表、温度计后输出；
控制模块用于接收来自压力表的压力值p测、温度计的温度值t测、以及来自电化学溶解氢分析仪的放射性废气中氢气所对应的溶解氢浓度值DH测、来自荧光法溶解氧分析仪的放射性废气中氧气所对应的溶解氧浓度值DO测，并分别执行放射性废气中氢气浓度测量方法、氧气浓度测量方法，实现放射性废气中氢气浓度的计算获得、氧气浓度的计算获得。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括第一三通阀、压力调节器、防爆泵、第二三通阀，所述放射性废气通过管路送入第一三通阀的输入端，第一三通阀的两个输出端分别通过管路对接压力调节器的输入端、防爆泵的输入端，压力调节器的输出端、防爆泵的输出端分别通过管路对接第二三通阀的两个输入端，第二三通阀的输出端通过管路分别对接所述第一针型阀的其中一端、所述第二针型阀的其中一端。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括第一流量计、第二流量计；所述电化学溶解氢分析仪的输出端通过管路对接第一流量计的其中一端，荧光法溶解氧分析仪的输出端通过管路对接第二流量计的其中一端，第一流量计的另一端与第二流量计的另一端通过管路汇聚、并通过管路经所述压力表、温度计后输出。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括过滤器，所述第二三通阀的输出端通过管路对接过滤器的输入端，过滤器的输出端通过管路分别对接第一针型阀的其中一端、第二针型阀的其中一端。
本发明所设计一种放射性废气中目标气体浓度测量方法及装置，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明所设计一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，采用全新设计思路，基于对废气中溶解氢与溶解氧的求解，结合废气的压力检测结果与温度检测结果，进行综合数据处理应用，能够高效准确获得废气中的氢气浓度与氧气浓度；同时应用电化学溶解氢分析仪、荧光法溶解氧分析仪、以及压力表、温度计，获得实现放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置的构建，整个设计大大简化了装置，使得造价和维护成本都大幅度降低，并且实际应用中干扰因素少，测量精度高，装置的稳定性得到有效提高，维护工作时间大幅度降低，减少了工作人员从事维护工作时因处于放射性环境经受的辐射量。
附图说明
图1是本发明所设计放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置的示意图。
其中，1.第一三通阀，2.压力调节器，3.防爆泵，4.第二三通阀，5.过滤器，6.第一针型阀，7.电化学溶解氢分析仪，8.第一流量计，9.第二针型阀，10.荧光法溶解氧分析仪，11.第二流量计，12.压力表，13.温度计，14.控制模块。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，首先针对放射性废气进行测量，获得放射性废气的温度值t测、压力值p测、以及放射性废气中目标气体所对应的溶解目标气体浓度值；然后根据温度值t测、压力值p测、以及溶解目标气体浓度值，计算获得放射性废气中目标气体浓度。
关于上述针对放射性废气中目标气体浓度的获得，在具体的实际应用当中，诸如设计目标气体为氢气、氧气，其中，对于氢气来说，即通过电化学溶解氢分析法，获得放射性废气中氢气所对应的溶解氢浓度值DH测，并结合放射性废气的温度值t测、压力值p测，具体按如下步骤A至步骤C，实现放射性废气中氢气浓度的获得。
步骤A.根据温度-饱和溶解氢对照表，应用插值法计算获得温度值t测所对应的饱和溶解氢浓度DH计，然后进入步骤B。
实际应用中，上述步骤A具体执行如下步骤A1至步骤A2。
步骤A1.根据温度-饱和溶解氢对照表，如下表1所示，获得所述温度值t测相邻的两个温度值t1、t2，以及温度值t1、t2分别对应的饱和溶解氢浓度DH1、DH2，然后进入步骤A2；其中，t1＜t2。
表1
| t℃ | DH μg/L | t℃ | DH μg/L | t℃ | DH μg/L | t℃ | DH μg/L |
| 0 | 1922 | 18 | 1627 | 36 | 1406 | 54 | 1229 |
| 1 | 1904 | 19 | 1613 | 37 | 1396 | 55 | 1218 |
| 2 | 1886 | 20 | 1599 | 38 | 1386 | 56 | 1206 |
| 3 | 1868 | 21 | 1584 | 39 | 1377 | 57 | 1194 |
| 4 | 1851 | 22 | 1569 | 40 | 1367 | 58 | 1182 |
| 5 | 1833 | 23 | 1555 | 41 | 1358 | 59 | 1169 |
| 6 | 1816 | 24 | 1541 | 42 | 1349 | 60 | 1156 |
| 7 | 1799 | 25 | 1528 | 43 | 1339 | 61 | 1142 |
| 8 | 1782 | 26 | 1515 | 44 | 1330 | 62 | 1128 |
| 9 | 1766 | 27 | 1503 | 45 | 1320 | 63 | 1114 |
| 10 | 1749 | 28 | 1491 | 46 | 1311 | 64 | 1099 |
| 11 | 1733 | 29 | 1480 | 47 | 1301 | 65 | 1083 |
| 12 | 1717 | 30 | 1468 | 48 | 1291 | 66 | 1067 |
| 13 | 1701 | 31 | 1457 | 49 | 1281 | 67 | 1050 |
| 14 | 1686 | 32 | 1446 | 50 | 1271 | 68 | 1033 |
| 15 | 1671 | 33 | 1436 | 51 | 1261 | 69 | 1015 |
| 16 | 1656 | 34 | 1426 | 52 | 1251 | 70 | 996 |
| 17 | 1641 | 35 | 1416 | 53 | 1240 | 71 | 976 |
步骤A2.按如下公式：
计算获得温度值t测所对应的饱和溶解氢浓度DH计，然后进入步骤B。
步骤B.按如下公式：
pW＝1.013*exp{1*10-[4*103+2*105/(273.15+t测)]/(273.15+t测)}
计算获得水蒸气所对应的饱和蒸汽压pW，然后进入步骤C。
步骤C.按如下公式：
计算获得放射性废气中氢气浓度CH，实现放射性废气中氢气浓度的获得。
对于作为目标气体的氧气来说，即通过荧光法溶解氧分析法，获得放射性废气中氧气所对应的溶解氧浓度值DO测，并结合放射性废气的温度值t测、压力值p测，具体按如下步骤I至步骤III，实现放射性废气中氧气浓度的获得。
步骤I.按如下公式：
DO计＝1.013*exp{2*10-[5*103-1*106/(273.15+t测)]/(273.15+t测)}
计算获得温度值t测所对应的饱和溶解氧浓度DO计，然后进入步骤II。
步骤II.按如下公式：
pW＝1.013*exp{1*10-[4*103+2*105/(273.15+t测)]/(273.15+t测)}
计算获得水蒸气所对应的饱和蒸汽压pW，然后进入步骤III。
步骤III.按如下公式
计算获得放射性废气中氧气浓度Co，实现放射性废气中氧气浓度的获得。
关于上述具体所设计放射性废气中目标气体浓度测量方法，实际应用当中，本发明具体设计了实现此方法的装置，具体如图1所示，包括第一针型阀6、第二针型阀9、控制模块14，以及分别与控制模块14相连接的压力表12、温度计13、用于实现放射性废气中氢气所对应溶解氢浓度值获得的电化学溶解氢分析仪7、用于实现放射性废气中氧气所对应溶解氧浓度值获得的荧光法溶解氧分析仪10。
其中，所述放射性废气通过管路分别对接第一针型阀6的其中一端、第二针型阀9的其中一端；第一针型阀6的另一端对接电化学溶解氢分析仪7的输入端，第二针型阀9的另一端对接荧光法溶解氧分析仪10的输入端；电化学溶解氢分析仪7的输出端与荧光法溶解氧分析仪10的输出端通过管路汇聚、并通过管路经压力表12、温度计13后输出。
控制模块14用于接收来自压力表12的压力值p测、温度计13的温度值t测、以及来自电化学溶解氢分析仪7的放射性废气中氢气所对应的溶解氢浓度值DH测、来自荧光法溶解氧分析仪10的放射性废气中氧气所对应的溶解氧浓度值DO测，并分别执行放射性废气中氢气浓度测量方法、氧气浓度测量方法，实现放射性废气中氢气浓度的计算获得、氧气浓度的计算获得。
溶解氢分析仪包括电化学原理和热导原理两种，其中，热导原理溶解氢分析仪需要氮气吹扫，而且废气中可能存在的氦气等惰性气体会对测量产生干扰；电化学原理溶解氢分析结构简单，不需要氮气，没有惰性气体的干扰，因此，本发明采用电化学溶解氢分析仪。
溶解氧分析仪包括荧光法原理和电化学原理两种，其中，荧光法溶氧表的稳定性高于电化学溶解氧分析仪，维护量也小于电化学溶解氧分析仪，因此，本发明采用荧光法溶解氧分析仪。
荧光法溶氧分析仪利用由特定有机色素材料构成的发光体发出的荧光，在有氧的情况下会淬灭，该发光体吸收激发光线，并且会通过发射荧光的方式将一部分吸收到的能量释放掉，当有氧存在时，该能量将会从受激发的发光体直接传输给氧离子，而不是通过发射荧光的方式释放出来，从而导致可测量的荧光信号量减少，通过检测该荧光信号，就能测出溶氧值。
其中，溶解氧浓度与荧光光强符合Stern-Volmer方程：
F0/F＝1+Ksv*DO
式中，F0—无氧时的荧光强度，F—有氧时的荧光强度，DO—溶氧浓度，Ksv—Stern-Volmer常数。
基于上述所设计实现放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置基础之上，如图1所示，本发明进一步设计还包括第一三通阀1、压力调节器2、防爆泵3、第二三通阀4，所述放射性废气通过管路送入第一三通阀1的输入端，第一三通阀1的两个输出端分别通过管路对接压力调节器2的输入端、防爆泵3的输入端，压力调节器2的输出端、防爆泵3的输出端分别通过管路对接第二三通阀4的两个输入端，第二三通阀4的输出端通过管路分别对接所述第一针型阀6的其中一端、所述第二针型阀9的其中一端。
并且在实际应用中，进一步加入过滤器5、第一流量计8、第二流量计11；其中，第二三通阀4的输出端通过管路对接过滤器5的输入端，过滤器5的输出端通过管路分别对接第一针型阀6的其中一端、第二针型阀9的其中一端；并且设计所述电化学溶解氢分析仪7的输出端通过管路对接第一流量计8的其中一端，荧光法溶解氧分析仪10的输出端通过管路对接第二流量计11的其中一端，第一流量计8的另一端与第二流量计11的另一端通过管路汇聚、并通过管路经所述压力表12、温度计13后输出。
如上述方案设计，本发明在实现对废气中氢浓度、氧浓度进行测量获得的过程中，并未直接应用测量氢气和氧气浓度的仪表，而是应用用于测量液体中气体溶解浓度的溶氢分析仪和溶氧分析仪，获得废气中的溶解氢数据和溶解氧数据，同时结合对废气压力和温度的测量，按上述设计方案，计算获得废气中的氢气浓度和氧气浓度。
并且对于上述所设计实现放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置，实际应用中，如图1所示，放射性废气通过第一三通阀1、压力调节器2、第二三通阀4，进入过滤器5，随后过滤器5输出端分为两路：一路依次经第一针型阀6、溶解氢分析仪7，进入第一流量计8；另一路依次经第二针型阀9、溶解氢分析仪10，进入第二流量计11；然后第二流量计8输出端与第二流量计11的输出端两路合并，最后经压力表12和温度计13后，进行排放。
实际应用中，调节压力调节器2、第一针型阀6、第二针型阀9，观察第一流量计8和第二流量计11，使得溶解氢分析仪7和溶解氢分析仪10得到合适的流量；并且当进气压力足够高，能保证溶解氢分析仪7和溶解氢分析仪10获得测量所需废气流量的同时，第一三通阀1的输出端和第二三通阀4的输入端均转向压力调节器2，防爆泵3不启动；当进气压力不够高，不能保证溶解氢分析仪7和溶解氢分析仪10获得测量所需的废气流量时，第一三通阀1的输出端和第二三通阀4的输入端均转向防爆泵3，防爆泵3启动。
上述技术方案所设计一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，采用全新设计思路，基于对废气中溶解氢与溶解氧的求解，结合废气的压力检测结果与温度检测结果，进行综合数据处理应用，能够高效准确获得废气中的氢气浓度与氧气浓度；同时应用电化学溶解氢分析仪7、荧光法溶解氧分析仪10、以及压力表12、温度计13，获得实现放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置的构建，整个设计大大简化了装置，使得造价和维护成本都大幅度降低，并且实际应用中干扰因素少，测量精度高，装置的稳定性得到有效提高，维护工作时间大幅度降低，减少了工作人员从事维护工作时因处于放射性环境经受的辐射量。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (10)
1.一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，其特征在于：首先针对放射性废气进行测量，获得放射性废气的温度值t测、压力值p测、以及放射性废气中目标气体所对应的溶解目标气体浓度值；然后根据温度值t测、压力值p测、以及溶解目标气体浓度值，计算获得放射性废气中目标气体浓度。
2.根据权利要求1所述一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，其特征在于：所述目标气体为氢气，即所述获得放射性废气中氢气所对应的溶解氢浓度值DH测，结合放射性废气的温度值t测、压力值p测，按如下步骤A至步骤C，实现放射性废气中氢气浓度的获得；
步骤A.根据温度-饱和溶解氢对照表，应用插值法计算获得温度值t测所对应的饱和溶解氢浓度DH计，然后进入步骤B；
步骤B.按如下公式：
pW＝1.013*exp{1*10-[4*103+2*105/(273.15+t测)]/(273.15+t测)}
计算获得水蒸气所对应的饱和蒸汽压pW，然后进入步骤C；
步骤C.按如下公式：
计算获得放射性废气中氢气浓度CH，实现放射性废气中氢气浓度的获得。
3.根据权利要求2所述一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，其特征在于，所述步骤A包括如下步骤A1至步骤A2；
步骤A1.根据温度-饱和溶解氢对照表，获得所述温度值t测相邻的两个温度值t1、t2，以及温度值t1、t2分别对应的饱和溶解氢浓度DH1、DH2，然后进入步骤A2；其中，t1＜t2；
步骤A2.按如下公式：
计算获得温度值t测所对应的饱和溶解氢浓度DH计，然后进入步骤B。
4.根据权利要求2所述一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，其特征在于：所述放射性废气中氢气所对应的溶解氢浓度值DH测，通过电化学溶解氢分析法获得。
5.根据权利要求1所述一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，其特征在于：所述目标气体为氧气，即所述获得放射性废气中氧气所对应的溶解氧浓度值DO测，结合放射性废气的温度值t测、压力值p测，按如下步骤I至步骤III，实现放射性废气中氧气浓度的获得；
步骤I.按如下公式：
DO计＝1.013*exp{2*10-[5*103-1*106/(273.15+t测)]/(273.15+t测)}
计算获得温度值t测所对应的饱和溶解氧浓度DO计，然后进入步骤II；
步骤II.按如下公式：
pW＝1.013*exp{1*10-[4*103+2*105/(273.15+t测)]/(273.15+t测)}
计算获得水蒸气所对应的饱和蒸汽压pW，然后进入步骤III；
步骤III.按如下公式
计算获得放射性废气中氧气浓度Co，实现放射性废气中氧气浓度的获得。
6.根据权利要求5所述一种放射性废气中目标气体浓度测量方法，其特征在于：所述获得放射性废气中氧气所对应的溶解氧浓度值DO测，通过荧光法溶解氧分析法获得。
7.一种实现权利要求1至4中任意一项所述一种放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置，其特征在于：包括第一针型阀(6)、第二针型阀(9)、控制模块(14)，以及分别与控制模块(14)相连接的压力表(12)、温度计(13)、用于实现放射性废气中氢气所对应溶解氢浓度值获得的电化学溶解氢分析仪(7)、用于实现放射性废气中氧气所对应溶解氧浓度值获得的荧光法溶解氧分析仪(10)；
其中，所述放射性废气通过管路分别对接第一针型阀(6)的其中一端、第二针型阀(9)的其中一端；第一针型阀(6)的另一端对接电化学溶解氢分析仪(7)的输入端，第二针型阀(9)的另一端对接荧光法溶解氧分析仪(10)的输入端；电化学溶解氢分析仪(7)的输出端与荧光法溶解氧分析仪(10)的输出端通过管路汇聚、并通过管路经压力表(12)、温度计(13)后输出；
控制模块(14)用于接收来自压力表(12)的压力值p测、温度计(13)的温度值t测、以及来自电化学溶解氢分析仪(7)的放射性废气中氢气所对应的溶解氢浓度值DH测、来自荧光法溶解氧分析仪(10)的放射性废气中氧气所对应的溶解氧浓度值DO测，并分别执行放射性废气中氢气浓度测量方法、氧气浓度测量方法，实现放射性废气中氢气浓度的计算获得、氧气浓度的计算获得。
8.根据权利要求7所述一种实现放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置，其特征在于：还包括第一三通阀(1)、压力调节器(2)、防爆泵(3)、第二三通阀(4)，所述放射性废气通过管路送入第一三通阀(1)的输入端，第一三通阀(1)的两个输出端分别通过管路对接压力调节器(2)的输入端、防爆泵(3)的输入端，压力调节器(2)的输出端、防爆泵(3)的输出端分别通过管路对接第二三通阀(4)的两个输入端，第二三通阀(4)的输出端通过管路分别对接所述第一针型阀(6)的其中一端、所述第二针型阀(9)的其中一端。
9.根据权利要求8所述一种实现放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置，其特征在于：还包括第一流量计(8)、第二流量计(11)；所述电化学溶解氢分析仪(7)的输出端通过管路对接第一流量计(8)的其中一端，荧光法溶解氧分析仪(10)的输出端通过管路对接第二流量计(11)的其中一端，第一流量计(8)的另一端与第二流量计(11)的另一端通过管路汇聚、并通过管路经所述压力表(12)、温度计(13)后输出。
10.根据权利要求9所述一种实现放射性废气中目标气体浓度测量方法的装置，其特征在于：还包括过滤器(5)，所述第二三通阀(4)的输出端通过管路对接过滤器(5)的输入端，过滤器(5)的输出端通过管路分别对接第一针型阀(6)的其中一端、第二针型阀(9)的其中一端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111232338.6A CN113984855B (zh) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | 一种放射性废气中目标气体浓度测量方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111232338.6A CN113984855B (zh) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | 一种放射性废气中目标气体浓度测量方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113984855A true CN113984855A (zh) | 2022-01-28 |
| CN113984855B CN113984855B (zh) | 2024-01-23 |
Family
ID=79740325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111232338.6A Active CN113984855B (zh) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | 一种放射性废气中目标气体浓度测量方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113984855B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114509472A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-05-17 | 佛山速敏智能仪器科技有限公司 | 气体检测***、检测方法及变压器油中气体检测装置 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002247807A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-30 | Hitachi Ltd | 回転機，発電機，回転機の異常検出方法及び発電機の異常検出方法 |
| US20110039348A1 (en) * | 2008-03-04 | 2011-02-17 | Seiji Katayama | Method of evaluating reaction between dissolved hydrogen and dissolved oxygen and method of evaluating ability of dissolved hydrogen to scavenge active oxygen in water |
| WO2014024984A1 (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | 大陽日酸株式会社 | 医療用の水素混合ガス供給装置 |
| CN208771141U (zh) * | 2018-05-17 | 2019-04-23 | 盐城工学院 | 一种氯化氢尾气吸收浓度检测及自动循环吸收装置 |
| CN110082488A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-08-02 | 山西省计量科学研究院 | 一种溶解氧计量校准装置及方法 |
| CN110366797A (zh) * | 2017-03-06 | 2019-10-22 | 懿华水处理技术有限责任公司 | 用于改进的电化学***设计的反馈控制的实施 |
| CN110749625A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-04 | 江苏核电有限公司 | 一种放射性气体在线分析集成装置 |
| CN111044597A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 上海誉琰科技有限公司 | 气液两相氧分析仪及工作方法 |
| CN111289601A (zh) * | 2020-02-20 | 2020-06-16 | 四川大学 | 一种提高水体中溶解气体浓度测量准确性的方法 |
| CN112213439A (zh) * | 2020-07-31 | 2021-01-12 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置和方法 |
| CN112834721A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-05-25 | 昆明理工大学 | 一种基于uv/h2o2技术检测水质cod的方法及装置 |
| CN113466423A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-01 | 西安热工研究院有限公司 | 一种溶解氧表校准测试***及方法 |
-
2021
- 2021-10-22 CN CN202111232338.6A patent/CN113984855B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002247807A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-30 | Hitachi Ltd | 回転機，発電機，回転機の異常検出方法及び発電機の異常検出方法 |
| US20110039348A1 (en) * | 2008-03-04 | 2011-02-17 | Seiji Katayama | Method of evaluating reaction between dissolved hydrogen and dissolved oxygen and method of evaluating ability of dissolved hydrogen to scavenge active oxygen in water |
| WO2014024984A1 (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | 大陽日酸株式会社 | 医療用の水素混合ガス供給装置 |
| CN110366797A (zh) * | 2017-03-06 | 2019-10-22 | 懿华水处理技术有限责任公司 | 用于改进的电化学***设计的反馈控制的实施 |
| CN208771141U (zh) * | 2018-05-17 | 2019-04-23 | 盐城工学院 | 一种氯化氢尾气吸收浓度检测及自动循环吸收装置 |
| CN110082488A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-08-02 | 山西省计量科学研究院 | 一种溶解氧计量校准装置及方法 |
| CN110749625A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-04 | 江苏核电有限公司 | 一种放射性气体在线分析集成装置 |
| CN111044597A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 上海誉琰科技有限公司 | 气液两相氧分析仪及工作方法 |
| CN111289601A (zh) * | 2020-02-20 | 2020-06-16 | 四川大学 | 一种提高水体中溶解气体浓度测量准确性的方法 |
| CN112213439A (zh) * | 2020-07-31 | 2021-01-12 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置和方法 |
| CN112834721A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-05-25 | 昆明理工大学 | 一种基于uv/h2o2技术检测水质cod的方法及装置 |
| CN113466423A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-01 | 西安热工研究院有限公司 | 一种溶解氧表校准测试***及方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114509472A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-05-17 | 佛山速敏智能仪器科技有限公司 | 气体检测***、检测方法及变压器油中气体检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113984855B (zh) | 2024-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101162200A (zh) | 用化学发光法进行氮氧化物分析的*** | |
| US8511141B2 (en) | Stack gas measurement device and method therefor | |
| CN101446527B (zh) | 加速器质谱碳十四测年制样装置 | |
| US20100284006A1 (en) | Environmental control of fluid samples, calibration, and detection of concentration levels | |
| CN113984855B (zh) | 一种放射性废气中目标气体浓度测量方法及装置 | |
| CN201041549Y (zh) | 用化学发光法进行氮氧化物分析的装置 | |
| CN202869975U (zh) | 一种液体或气体硫含量在线自动测定装置 | |
| CN113029996A (zh) | 一种氢气纯度在线检测仪器及其使用方法与应用 | |
| CN209311306U (zh) | 一种气相分子吸收光谱仪 | |
| CN109612931A (zh) | 一种气相分子吸收光谱仪 | |
| CN208705233U (zh) | 一种二氧化氮及臭氧联合在线检测装置 | |
| CN212301451U (zh) | 离子色谱阀切换测定异丙醇溶液中三氧化硫的装置 | |
| JP2006145341A (ja) | ガスサンプリング方法及び装置 | |
| CN106501401A (zh) | 一种快速测定水体铵态氮同位素组成的装置及方法 | |
| CN221465280U (zh) | 一种超纯零气发生器的气体浓度检测*** | |
| CN216013139U (zh) | Co2呼气同位素检测仪 | |
| Xiong et al. | Ozone‐3, 6‐dihydroxynaphtha‐2, 7‐disulphonate chemiluminescence system is used for online ozone detection | |
| CN112986466A (zh) | 测定氢气中痕量硫化物总含量的气相色谱仪及方法和应用 | |
| CN213633307U (zh) | 环境空气挥发性有机物pams57在线监测*** | |
| CN118275366A (zh) | 一种氨气浓度在线测量***及测量方法 | |
| Bushin et al. | Equipment and Apparatus for Studying the Vacuum Properties of Materials and Highly Sensitive Control of the Leak Detection of Gas-Filled Spark Gaps | |
| CN217542865U (zh) | 一种高灵敏度的气体测量装置 | |
| CN209356461U (zh) | 一种综合性地化分析仪 | |
| CN217112072U (zh) | 一种连续在线监测废弃物处理过程温室气体排放的*** | |
| CN107389567B (zh) | 气相分子吸收光谱仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |