專利名稱：一種產生標準濃度汞氣的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種產生標準濃度汞氣的方法及其裝置。
背景技術：
燃煤電廠等大量燃用煤炭排放出重金屬-汞。汞對環境和人體有很大危害，為監測燃煤煙氣中排放的汞的濃度，已有許多測量方法和標準。在此基礎上發展了許多測量儀器。這些儀器在使用中都需要進行校準和標定。在校準和標定汞氣濃度測量儀器時常用汞發生器來產生標準濃度的汞氣。目前常用的汞發生器的原理是加熱液態汞來產生汞蒸氣， 然后用精確控制流量的零氣稀釋并攜帶汞蒸氣到標定樣品池進行儀器的標定和校準。由于汞氣有毒，必須對使用過的含汞零氣進行處理，吸收零氣中的汞后才能排放。這樣不僅使得儀器十分復雜，還可能會產生污染。這就有必要發展一種不會污染環境，而且可以根據需要改變汞氣濃度、通過結構簡單的汞發生器產生標準濃度汞氣的方法。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有汞發生的缺點，提供一種不需要在測量儀器標定時加入液態汞來產生標準濃度汞氣的方法及其裝置，以減小和消除汞蒸氣排放造成的污染。本發明的基本原理在有液態汞或汞齊存在的密閉真空容器中，真空容器的空間會充滿處于飽和狀態的汞蒸氣。汞蒸氣的壓力隨樣品池的溫度變化而變化，溫度升高，汞蒸氣的壓力就會相應升高。汞蒸氣飽和壓力對應的飽和溫度可以從許多文獻中找到，對應一定的溫度有一定的汞飽和氣壓汞氣的飽和壓力和溫度對照表(見附表“汞氣飽和壓力和溫度對照表”)，一定的溫度得到相應汞蒸氣飽和壓力值；而不同的汞的飽和溫度對應不同的以mg/m3為單位的汞蒸氣濃度。下式給出了根據汞蒸氣飽和溫度得到汞蒸氣濃度的關系
ZRT
這里P是汞蒸氣密度，M是汞的原子量，等于200. 59，P是汞飽和蒸氣壓力，Z是壓縮因子，小于或等于1，R是氣體常數，T是絕對溫度值。因此，控制樣品池的溫度，就可以得到不同的汞蒸氣濃度，為測量儀器的標定提供標準。基于上述的發明原理，本發明的技術方案是一種產生標準濃度汞氣的方法，其特點是，其具體步驟為
1)先將樣品池抽真空，然后加入液態汞或汞齊，再將樣品池完全密封，處于密封樣品池中的液態汞或汞齊中的汞會部分蒸發，在樣品池的空間形成汞蒸氣；
2)通過制冷制熱裝置對樣品池加熱或冷卻，隨著樣品池溫度變化，樣品池中的汞蒸氣壓隨之改變，汞蒸氣的壓力和溫度由壓力測量計和溫度測量計測得，
根據該所測壓力和溫度從“汞氣飽和壓力和溫度對照表”中得到汞的飽和蒸汽壓，然后
根據
權利要求
1.一種產生標準濃度汞氣的方法，其特征在于，其具體步驟為1)先將樣品池抽真空，然后加入液態汞或汞齊，再將樣品池完全密封，處于密封樣品池中的液態汞會部分蒸發，在樣品池的空間形成汞蒸氣；2)通過制冷制熱裝置對樣品池加熱或冷卻，隨著樣品池溫度變化，樣品池中的汞蒸氣壓隨之改變，汞蒸氣的壓力和溫度由壓力測量計和溫度測量計測得，根據該所測壓力和溫度從“汞氣飽和壓力和溫度對照表”中得到汞的飽和蒸汽壓，然后根據
2.實現如權利要求1所述產生標準濃度汞氣的方法的裝置，它為一種標定用汞氣發生器，其特征在于，它包括壓力測量計、溫度測量計、樣品池、致冷致熱裝置、液態汞和透明石英窗，樣品池為一置有透明石英窗的密封容器，液態汞置于樣品池內，樣品池下置有制冷制熱裝置，對樣品池進行加熱或冷卻。
3.根據權利要求2所述的產生標準濃度汞氣的方法的裝置，其特征在于，所述標定用汞氣發生器中所用的制冷制熱裝置為一用電流加熱的裝置，該裝置為包在樣品池外的電阻絲加熱層，改變加熱電流，改變樣品池的溫度，從而改變樣品池中汞的飽和蒸氣壓，進而改變汞氣濃度，所述的電阻絲加熱層外置有保溫層，以維持樣品池溫度的穩定。
4.根據權利要求1所述的一種產生標準濃度汞氣的方法，其特征在于，所述標定用汞氣發生器中所用的制冷制熱裝置為一半導體制冷裝置，改變半導體制冷裝置供電的極性， 可以使半導體制冷制熱裝置對樣品池加熱或冷卻。
5.根據權利要求2所述產生標準濃度汞氣的方法的裝置，其特征在于，所述樣品池上增加了抽氣管，抽氣管上裝有閥門，后面接真空泵。
全文摘要
本發明公開了一種產生標準濃度汞氣的方法及其裝置，方法步驟為將樣品池抽真空，加入液態汞或汞齊密封；通過對樣品池加熱或致冷，隨著溫度變化，樣品池中的汞蒸氣壓隨之改變，汞蒸氣的壓力和溫度由壓力計和溫度計測得，根據所測壓力和溫度從“汞氣飽和壓力和溫度對照表”中得到汞的飽和蒸汽壓，然后根據公式計算得到汞飽和蒸氣濃度，得到標準濃度汞氣。標定用汞氣發生器包括壓力計、溫度計、樣品池、致冷致熱裝置、液態汞或汞齊和透明石英窗。本發明的有益效果是汞氣濃度通過調節溫度控制，并且液態汞獲汞齊和汞蒸氣都密封在樣品池中，不會排放產生環境污染，并可以簡化現有用于環境監測標定的汞蒸氣發生器結構和廢氣處理系統。
文檔編號G01N33/00GK102253168SQ20111010041
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月21日 優先權日2011年4月21日
發明者施娟, 蘇明旭, 蔡小舒 申請人:上海理工大學