常溫下處于液態的氣體標準物質發生系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及氣體標準物質的制備領域，具體為一種常溫下處于液態的氣體標準物質發生系統。
【背景技術】
[0002]在氣體標準物質的制備領域，氣體標準物質的制備主要分為靜態法(稱量法，分壓法，容量比混合法，靜態容量法)和動態法(滲透法，擴散法，流量比混合法等)，在靜態法中稱量法和分壓法制備的標準氣體主要儲存于高壓或者是加壓鋼瓶中，由于容器和包裝氣體之間會發生物理吸附或者是化學等器壁反應，因而要穩定地存在對于有些活波性氣體或腐蝕性氣體難以實現，且制備的含量范圍也收到限制。而動態法中的滲透法和擴散法正好能彌補這一不足，其可以用已知純度的物質直接配置標準氣體，也可以將已知含量的高壓包裝的標準氣體進行稀釋，配置的氣體含量范圍可以按照需要的范圍進行任意選擇配置。
[0003]現有標準氣體的配置主要采用靜態法，動態法也有部分使用，但是根據其各自原理的不同各有優缺點，其中流量比混合法根據ISO 6145-7:2001中能夠配置出ppm的標準氣體，但是其占據的空間較大，操作較復雜；滲透法和擴散法根據ISO 6145-10，8-2002中可以配置出10 9~10 6濃度的氣體，但是滲透法具有一定的使用期限。
[0004]對于擴散管法配置氣體標準物質，現在研究的學者也較多，但是此處還存在一個問題，就是一般的擴散管動態配氣裝置中的混合裝置使用三通，通過其混合的氣體具有間歇性穩定性，氣體不能充分混合均勻，有必要進行改進。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是為解決現有技術中氣體混合不均勻，提供一種新型的氣體標準物質發生系統。
[0006]本實用新型是采用如下技術方案實現的:
[0007]—種常溫下處于液態的氣體標準物質發生系統，包括稀釋氣管路和背景氣管路，所述稀釋氣管路和背景氣管路均分別依次連接有壓力表、第一穩流裝置、干燥裝置、第二穩流裝置以及流量計，所述背景氣管路的出口連接氣體發生裝置的進口，所述氣體發生裝置內設有控溫爐，所述控溫爐內放有擴散管，所述氣體發生裝置的出口通過管路與混合裝置的配制氣體進氣口連接；所述稀釋氣管路的出口與混合裝置的稀釋氣體進氣口連接。
[0008]所述混合裝置包括箱體，所述箱體內通過小孔湍流擋板分成混合前腔和混合后腔，所述混合前腔上設置有配制氣體進氣口和稀釋氣體進氣口，所述配制氣體進氣口和稀釋氣體進氣口位于同一平面、且呈垂直分布；所述混合后腔上設置有混合氣體出口。
[0009]所述混合裝置的混合氣體出口通過一分支管路連接標準氣體使用系統、通過安裝有閥門的另一分支管路連接尾氣處理裝置。
[0010]常溫下為液態的組分氣置于擴散管中。壓力表一端與氣源管路連接，氣源管路與壓縮空氣源相通，壓力表另一端通過連接管路與流量控制裝置(第一穩流裝置、干燥裝置、第二穩流裝置以及流量計)，一路背景氣氣流通過連接管路輸送氣體至氣體發生裝置中，從氣體發生裝置中以一定流量帶出擴散管中所蒸發出來的組分氣體至混合裝置中，另一路以需要的稀釋氣流量進入混合裝置中，經過混合裝置后混合氣體一路作為標準氣體使用、另一路經過尾氣處理裝置進行無害化處理。
[0011]本發生系統將欲配置氣體組分儲存于合適的擴散管中，在穩定的溫度下，其氣體蒸氣沿著均勻的毛細管擴散，背景氣以已知流量通過毛細管的另一端與組分氣混合制成標準混合氣體。通過改變另一路稀釋氣流量可以獲得不同濃度含量的標準氣體。
[0012]使用時，首先關閉通往尾氣處理裝置的閥門，使得配制好的標準氣體進入標準氣體使用裝置。接通電源，使得控溫爐的溫度達到所需溫度，裝入盛有欲配置組分的擴散管，打開氣源，通入背景氣和稀釋氣。調節稀釋氣流量至所需流量，即可得到欲配置含量的標準氣體。使用完畢后，關閉標準氣體使用裝置，打開通往尾氣處理裝置的閥門，進行尾氣處理后排入大氣中。其中，采用溫度控制精度達到0.1°C的控溫爐控制發生裝置的溫度，可以保證發生出來的氣體穩定性；誤差為1%的流量計保證配氣過程中流量的精確控制；設計的垂直進氣口，小孔湍流擋板式混合裝置能保證氣體混合的均勻性。此裝置的應用可以實現在線式配置標準氣體，現配現用。
[0013]進一步地，為了使得配制氣和稀釋氣混合的更加均勻，所述混合裝置中混合前腔的體積大于混合后腔的體積。位于小孔湍流擋板上的同心圓上開設有湍流孔，位于同一圓上的湍流孔的孔徑相等，隨同心圓的半徑增大而湍流孔的孔徑增大。混合裝置中采用兩個垂直進氣口和小孔擋板式湍流混合。把從發生裝置中得到的配制氣體和稀釋氣以垂直的方式進入混合裝置，再在其混合后通過小孔湍流混合擋板能夠保證得到均勻的所需濃度的混合氣體，能夠很好的解決所配置標準氣體的混合均勻性問題。
[0014]本實用新型設計合理，易于操作，能保證配氣過程中溫度，流量等參數的精確控制，提高了試驗穩定度，節約了空間。同時通過大量的試驗數據，確定所研究的氣體標準物質發生系統能準確的制備出所需濃度的標準氣體。
【附圖說明】
[0015]圖1表示本實用新型的結構示意圖。
[0016]圖2表示混合裝置的結構示意圖。
[0017]圖3表不小孔瑞流擋板的結構不意圖。
[0018]圖中，1-壓力表，2-第一穩流裝置，3-干燥裝置，4-第二穩流裝置，5-流量計，
6-氣體發生裝置，7-擴散管，8-混裝裝置，9-標準氣體使用系統，10-尾氣處理裝置，11-配制氣體進氣口，12-稀釋氣體進氣口，13-小孔湍流擋板，14-混合氣體出口，15-箱體，16-混合前腔，17-混合后腔，18-湍流孔，19-閥門。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型的具體實施例進行詳細說明。
[0020]一種常溫下處于液態的氣體標準物質發生系統，包括氣體發生裝置，流量控制裝置，混合裝置和尾氣處理裝置。
[0021]如圖1所示，包括稀釋氣管路和背景氣管路，所述稀釋氣管路和背景氣管路均分別依次連接有壓力表1、第一穩流裝置2、干燥裝置3、第二穩流裝置4以及流量計5。
[0022]如圖1所示，所述背景氣管路的出口連接氣體發生裝置6的進口，所述氣體發生裝置6內設有控溫爐，所述控溫爐內放有擴散管7。擴散管7放有常溫下為液態的組分氣體，當溫度升高時，組分氣變為氣態由擴散管的毛細管中散出，采用溫度控制精度達到0.1°C的控溫爐控制發生裝置的溫度，可以保證發生出來的氣體穩定性。
[0023]如圖1所示，所述氣體發生裝置6的出口通過管路與混合裝置8的配制氣體進氣口 11連接。
[0024]如圖1所示，所述稀釋氣管路的出口與混合裝置8的稀釋氣體進氣口 12連接。
[0025]如圖1所示，所述混合裝置8的混合氣體出口 14通過一分支管路連接標準氣體使用系統9、通過安裝有閥門19的另一分支管路連接尾氣處理裝置10。
[0026]如圖2所示，所述混合裝置8包括箱體15，所述箱體15內通過小孔湍流擋板13分成混合前腔16和混合后腔17，其中，混合前腔16的體積大于混合后腔17的體積。所述混合前腔16上設置有配制氣體進氣口 11和稀釋氣體進氣口 12，所述配制氣體進氣口 11和稀釋氣體進氣口 12位于同一平面、且呈垂直分布；所述混合后腔17上設置有混合氣體出口14。如圖3所示，位于小孔湍流擋板13上的同心圓上開設有湍流孔18，位于同一圓上的湍流孔18的孔徑相等，隨同心圓的半徑增大而湍流孔18的孔徑增大。設計的混合裝置中采用兩個垂直進氣口和小孔擋板式湍流混合。把從發生裝置中得到的配制氣體和稀釋氣以垂直的方式進入混合裝置，再在其混合后通過小孔湍流混合擋板能夠保證得到均勻的所需濃度的混合氣體，能夠很好的解決所配置標準氣體的混合均勻性問題。
[0027]通過對氣體標準物質發生系統的研究，建立了在常溫下處于液態的氣體標準物質發生系統，該裝置可實現常溫下處于液態氣體標準物質的在線式配置。
[0028]最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照本實用新型實施例進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本實用新型的技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋本實用新型的權利要求保護范圍中。
【主權項】
1.一種常溫下處于液態的氣體標準物質發生系統，其特征在于:包括稀釋氣管路和背景氣管路，所述稀釋氣管路和背景氣管路均分別依次連接有壓力表(I)、第一穩流裝置(2)、干燥裝置(3)、第二穩流裝置(4)以及流量計(5)，所述背景氣管路的出口連接氣體發生裝置(6 )的進口，所述氣體發生裝置(6 )內設有控溫爐，所述控溫爐內放有擴散管(7 )，所述氣體發生裝置(6)的出口通過管路與混合裝置(8)的配制氣體進氣口(11)連接；所述稀釋氣管路的出口與混合裝置(8)的稀釋氣體進氣口(12)連接； 所述混合裝置(8)包括箱體(15)，所述箱體(15)內通過小孔湍流擋板(13)分成混合前腔(16)和混合后腔(17)，所述混合前腔(16)上設置有配制氣體進氣口( 11)和稀釋氣體進氣口( 12)，所述配制氣體進氣口( 11)和稀釋氣體進氣口( 12)位于同一平面、且呈垂直分布；所述混合后腔(17)上設置有混合氣體出口( 14); 所述混合裝置(8)的混合氣體出口(14)通過一分支管路連接標準氣體使用系統(9)、通過安裝有閥門(19 )的另一分支管路連接尾氣處理裝置(10 )。2.根據權利要求1所述的常溫下處于液態的氣體標準物質發生系統，其特征在于:所述混合裝置(8)中混合前腔(16)的體積大于混合后腔(17)的體積。3.根據權利要求1或2所述的常溫下處于液態的氣體標準物質發生系統，其特征在于:位于小孔湍流擋板(13)上的同心圓上開設有湍流孔(18)，位于同一圓上的湍流孔(18)的孔徑相等，隨同心圓的半徑增大而湍流孔(18)的孔徑增大。
【專利摘要】本實用新型涉及氣體標準物質的制備領域，具體為一種常溫下處于液態的氣體標準物質發生系統，包括稀釋氣管路和背景氣管路，所述稀釋氣管路和背景氣管路均分別依次連接有壓力表（1）、第一穩流裝置（2）、干燥裝置（3）、第二穩流裝置（4）以及流量計（5），所述背景氣管路的出口連接氣體發生裝置（6）的進口，所述氣體發生裝置（6）內設有控溫爐，所述控溫爐內放有擴散管（7），所述氣體發生裝置（6）的出口通過管路與混合裝置的配制氣體進氣口（11）連接；所述稀釋氣管路的出口與混合裝置的稀釋氣體進氣口（12）連接。本實用新型設計合理，易于操作，能保證配氣過程中溫度，流量等參數的精確控制，提高了試驗穩定度，節約了空間。
【IPC分類】B01F15/04, B01F3/02
【公開號】CN204911266
【申請號】CN201520502559
【發明人】王娜, 高建建, 王晶, 溫維麗, 張紅, 胡衛紅, 徐玲, 秦牡丹, 張重杰, 趙卯青
【申請人】山西新華化工有限責任公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年7月14日