آنالیز گاز هلیوم یک فرآیند آزمایشگاهی است که برای تعیین خلوص گاز هلیوم استفاده می شود. آنالیز گاز هلیوم به تعیین تعیین خلوص و غلظت گاز هلیوم در یک نمونه گازی می پردازد.
هدف از آنالیز گاز هلیوم
این کار می تواند برای اهداف مختلفی انجام شود، از جمله:
- اطمینان از اینکه گاز هلیوم با خلوص مورد نیاز مطابقت دارد.
- اطمینان از کیفیت گاز هلیوم برای کاربردهای خاص
- تشخیص نشت گاز هلیوم از مخازن یا سیستم ها.
- شناسایی گاز هلیوم در نمونه های گازی
- تعیین مقدار هلیوم در یک منبع گاز.
انواع روش های آنالیز گاز هلیوم
روش های مختلفی برای آنالیز گاز هلیوم وجود دارد. روش های متداول عبارتند از:
- کروماتوگرافی گازی (GC): این روش شامل جداسازی ترکیبات گازی بر اساس نقطه جوش آنها است. هلیوم در GC با استفاده از یک ستون کروماتوگرافی با دمای پایین جدا می شود.
- تجزیه طیف سنجی جرمی (MS): این روش شامل تجزیه مولکول های گازی به اجزای تشکیل دهنده آنها است. هلیوم در MS با استفاده از یک میدان الکتریکی جدا می شود.
- تجزیه طیف سنجی جذب اتمی (AAS): این روش شامل اندازه گیری جذب نور توسط اتم های گازی است. هلیوم در AAS با استفاده از یک منبع نوری و یک آشکارساز اندازه گیری می شود.
انتخاب روش مناسب برای آنالیز گاز هلیوم
روش انتخابی برای آنالیز گاز هلیوم به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:
- نوع نمونه گاز
- مقدار هلیوم موجود در نمونه
- دقت مورد نیاز
- میزان خلوص مورد نیاز
- حجم نمونه گازی
- سرعت مورد نیاز برای انجام آنالیز
در صورت نیاز به خلوص بالای گاز هلیوم، معمولاً از کروماتوگرافی گازی استفاده می شود. این روش می تواند خلوص گاز هلیوم را تا 99.9999% تعیین کند.
اگر حجم نمونه گازی کوچک باشد، معمولاً از طیف سنجی جذب اتمی استفاده می شود. این روش می تواند در حجم های نمونه گازی بسیار کوچک (در حد میکرولیتر) استفاده شود.
اگر سرعت انجام آنالیز مهم باشد، معمولاً از طیف سنجی جرمی استفاده می شود. این روش می تواند آنالیز را در چند دقیقه انجام دهد.
آنالیز گاز هلیوم با کروماتوگرافی گازی
این فرآیند شامل استفاده از یک دستگاه کروماتوگرافی گازی است. کروماتوگرافی گازی یک تکنیک تحلیلی است که برای جداسازی ترکیبات مخلوط استفاده می شود.
در کروماتوگرافی گازی، نمونه گازی به یک ستون کروماتوگرافی تزریق می شود. ستون کروماتوگرافی حاوی یک ماده جاذب است که ترکیبات مختلف مخلوط را با سرعت های مختلف جذب می کند. این باعث می شود که ترکیبات مختلف مخلوط در زمان های مختلف از ستون خارج شوند.
کروماتوگرافی گازی یک روش رایج برای آنالیز گاز هلیوم است. در این روش، نمونه گاز از طریق یک ستون کروماتوگرافی تحت فشار عبور می کند. گازهای مختلف در ستون با سرعت های متفاوتی حرکت می کنند و در نهایت در یک آشکارساز جدا می شوند.
در آنالیز گاز هلیوم، ستون کروماتوگرافی معمولاً حاوی یک ماده جاذب به نام سیلیکاژل است. هلیوم خالص سریعتر از سایر گازهای موجود در نمونه گازی از ستون خارج می شود. بنابراین، هلیوم خالص در ابتدا از ستون خارج می شود، در حالی که سایر گازها بعداً خارج می شوند.
در آنالیز گاز هلیوم با کروماتوگرافی گازی، نمونه گاز از طریق ستون تحت فشار عبور می کند و هلیوم به سرعت از ستون خارج می شود. گازهای دیگر، مانند نیتروژن، اکسیژن و آرگون، با سرعت های کندتری از ستون خارج می شوند و در آشکارساز جدا می شوند.
زمان خروج هلیوم خالص از ستون کروماتوگرافی به عنوان زمان نگهدارنده هلیوم شناخته می شود. زمان نگهدارنده هلیوم با خلوص گاز هلیوم رابطه مستقیم دارد. هرچه زمان نگهدارنده هلیوم بیشتر باشد، خلوص گاز هلیوم نیز بیشتر است.
با اندازه گیری زمان لازم برای جداسازی هلیوم از سایر گازها، می توان درصد هلیوم در نمونه را تعیین کرد.
علاوه بر زمان نگهدارنده هلیوم، می توان از سایر پارامترهای کروماتوگرافی گازی برای تعیین خلوص گاز هلیوم استفاده کرد. این پارامترها عبارتند از:
- ارتفاع نقطه اوج هلیوم
- عرض نقطه اوج هلیوم
- نسبت سطح زیر منحنی هلیوم به سطح زیر منحنی سایر گازها
با استفاده از این پارامترها، می توان خلوص گاز هلیوم را با دقت بیشتری تعیین کرد.
آنالیز گاز هلیوم با طیف سنجی جرمی
طیف سنجی جرمی یک روش دقیق برای آنالیز گاز هلیوم است. در این روش، نمونه گاز با یک منبع یونیزه کننده به یون ها تبدیل می شود. یون ها سپس در یک میدان مغناطیسی یا الکتریکی جدا می شوند و نسبت جرم به بار آنها اندازه گیری می شود.
برای آنالیز گاز هلیوم با طیف سنجی جرمی، از یک منبع یونیزه کننده استفاده می شود که هلیوم را به یون های هلیوم تبدیل می کند. یون های هلیوم سپس در یک میدان مغناطیسی یا الکتریکی جدا می شوند و نسبت جرم به بار آنها اندازه گیری می شود.
با اندازه گیری نسبت جرم به بار یون های هلیوم، می توان درصد هلیوم در نمونه را تعیین کرد.
آنالیز گاز هلیوم با جذب اتمی
جذب اتمی یک روش ساده برای آنالیز گاز هلیوم است. در این روش، نمونه گاز به یک محفظه جذب اتمی وارد می شود. در محفظه، اتم های هلیوم از گاز جدا می شوند و به یک مشعل گازی هدایت می شوند. مشعل گازی اتم های هلیوم را به حالت بخار تبدیل می کند.
اتم های هلیوم بخار شده سپس توسط یک پرتو نور جذب می شوند. شدت نور جذب شده با مقدار هلیوم در نمونه متناسب است. با اندازه گیری شدت نور جذب شده، می توان درصد هلیوم در نمونه را تعیین کرد.
آزمایشگاه آزمون برای آنالیز هلیوم
شرکت سپهر گاز کاویان ، آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد، دارنده گواهینامه ایزو 17025 از مرکز ملی تایید صلاحیت ایران، مجهز به آزمایشگاه آزمون و آزمایشگاه کالیبراسیون بوده و آنالیز انواع گازهای خالص و ترکیبی را با دقت بالا و ارائه سرتیفیکیت معتبر انجام می دهد.
جهت خرید انواع گاز خالص و ترکیبی با استاندارد 17025 و همچنین آنالیز و آزمون گاز هلیوم و سایر گازها، با کارشناسان سپهر گاز کاویان تماس حاصل فرمایید: 02146835980 – 02146837072 – 09022734708
نتیجه گیری
آنالیز گاز هلیوم یک روش مهم برای اطمینان از کیفیت و ایمنی گاز هلیوم است. این روش می تواند برای کاربردهای مختلف، از جمله کاربردهای صنعتی، پزشکی و علمی استفاده شود.
بدون دیدگاه