一种气体在线稀释采样及标气发生装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种气体在线稀释采样及标气发生装置及方法，所述装置包括两级稀释单元、稀释气供给单元、被稀释气供给单元和出气单元，所述方法则采用上述装置进行标气在线动态配气、气体在线稀释采样和气体在线发生。与现有技术相比，本发明专利技术提供的气体在线稀释采样及标气发生装置及方法通过对气体流路的控制，可实现零空气发生、气体动态在线稀释配气、气体采样及在线稀释、标准气体动态发生等功能，可作为便携式多动能综合气体预处理装置使用，满足不同的气体处理需求，具有功能多样、智能化程度高、精度及稳定性高、应用广泛等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种气体在线稀释采样及标气发生装置和方法
本专利技术涉及气体检测前处理的
，更具体地讲，涉及一种气体在线稀释采样及标气发生装置。
技术介绍
在气体检测领域，经常需要对气体进行前处理，包括气体在线采样、零空气发生、气体稀释、动态配气、标气发生等。目前市场上出现的气源处理设备一般只包含单一功能，因此在实际应用中用户一般需要购买多套设备进行联用来达到不同的处理要求。由于各个设备的气路设计标准难以统一，不同设备之间的连接复杂，造成处理系统的响应速度较慢、稳定性差且操作繁琐，带来极大的资源浪费并且很难取得满意的效果。因此，有必要提供一种复合式的气体前处理装置和方法。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种能够同时实现零空气发生、气体稀释采样、动态配气、标气发生等多个功能的装置和方法，具有集成度高、响应速度快、稳定性高、操作简单等优点。本专利技术的一方面提供了一种气体在线稀释采样及标气发生装置，所述装置包括两级稀释单元、稀释气供给单元、被稀释气供给单元和出气单元，其中，两级稀释单元包括第一混合器、第四流量控制器和第二混合器，第一混合器的出口端通过第四流量控制器与第二混合器的第二入口端连接；稀释气供给单元包括零空气供给气路、载气供给气路、第一气路切换器、第一流量控制器和第二流量控制器；零空气供给气路的一端为空气入口且另一端与第一气路切换器的第一入口端连接，零空气供给气路上沿着气体流动方向依次设置有零空气在线发生模块和真空泵；载气供给气路与零空气供给气路并联设置，载气供给气路的一端为载气入口且另一端与第一气路切换器的第二入口端连接；第一气路切换器的出口端通过第一流量控制器与第二混合器的第一入口端连接并且通过第二流量控制器与第一混合器的第一入口端连接；被稀释气供给单元包括标气供给气路、采样气供给气路、第二气路切换器、第三气路切换器、第三流量控制器、第四气路切换器、标气在线发生模块和第五气路切换器；标气供给气路的一端为标气入口且另一端与第二气路切换器的第一入口端连接；采样气供给气路上设置有采样泵，采样气供给气路与标气供给气路并联设置，采样气供给气路的一端为采样气入口且另一端与第二气路切换器的第二入口端连接；第二气路切换器的出口端与第三气路切换器的第二入口端连接，第三气路切换器的第一入口端与零空气供给气路的另一端连接，第三气路切换器的出口端通过第三流量控制器与第四气路切换器的入口端连接；第四气路切换器的第一出口端与第五气路切换器的第一入口端连接并且第四气路切换器的第二出口端与第五气路切换器的第二入口端连接形成两条子气路，所述标气在线发生模块设置在其中一条子气路上；第五气路切换器的出口端与所述第一混合器的第二入口端连接；出气单元包括第六气路切换器、第七气路切换器、目标气体排出气路和废气排出气路；第六气路切换器的入口端接入到所述第一混合器与第四流量控制器之间的气路上，第六气路切换器的第一出口端与第七气路切换器的第二入口端连接；废气排出气路与目标气体排出气路并联设置，废气排出气路的一端与第六气路切换器的第二出口端连接且另一端为气体排空口；第七气路切换器的第一入口端与第二混合器的出口端连接，目标气体排出气路的一端与第七气路切换器的出口端连接且另一端为目标气体出口；所述第一气路切换器、第二气路切换器、第三气路切换器、第四气路切换器、第五气路切换器、第六气路切换器和第七气路切换器能够通过通断电控制进行其中两条气路的通断切换，其中，第一入口端与出口端之间或者入口端与第一出口端之间形成第一气路，第二入口端与出口端之间或者入口端与第二出口端之间形成第二气路，各个气路切换器的第一气路与第二气路不同时连通。根据本专利技术气体在线稀释采样及标气发生装置的一个实施例，所述零空气在线发生模块包括沿着气体流动方向依次设置的第一气体过滤器、光催化反应器和第二气体过滤器。根据本专利技术气体在线稀释采样及标气发生装置的一个实施例，所述第一气体过滤器用于过滤空气中的颗粒物，所述光催化反应器通过紫外光照射产生臭氧气体用于氧化空气并且所述光催化反应器为钯催化柱，所述第二气体过滤器中填充有活性炭与高锰酸钾活性氧化铝颗粒的混合物并且用于净化氧化后的空气产生零空气。根据本专利技术气体在线稀释采样及标气发生装置的一个实施例，所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器和第四流量控制器均为防腐蚀型层流式气体质量流量计且内部及接头处采用电解抛光处理。根据本专利技术气体在线稀释采样及标气发生装置的一个实施例，所述第一混合器和第二混合器为微型在线式气体混合器且混合方式为同向式混合。根据本专利技术气体在线稀释采样及标气发生装置的一个实施例，所述标气在线发生模块包括沿着气体流动方向依次设置的干燥器、标准气体发生器和标准气体吸收器，所述标准气体发生器为基于渗透管原理的微型标准气体发生器。根据本专利技术气体在线稀释采样及标气发生装置的一个实施例，所述废气排出气路上还设置有废气吸收器。本专利技术的另一方面提供了一种标气在线动态配气方法，采用上述气体在线稀释采样及标气发生装置对气瓶装标准气体进行动态在线配制，所述方法包括以下步骤：A、当稀释气为零空气时，将空气入口连通外界空气并将标气入口连通气瓶装标准气体，打开真空泵，控制第一气路切换器连通其第一气路，控制第二气路切换器连通其第一气路，控制第三气路切换器连通其第二气路；当稀释气为气瓶装纯气体时，将载气入口连通气瓶装纯气体并将标气入口连通气瓶装标准气体，关闭真空泵，控制第一气路切换器连通其第二气路，控制第二气路切换器连通其第一气路，控制第三气路切换器连通其第二气路；B、当稀释比大于1:1000时采用一级稀释，控制第四气路切换器和第五气路切换器连通其未设置标气在线发生模块的子气路，控制第六气路切换器连通其第一气路，控制第七气路切换器连通其第二气路，设置第一流量控制器的流量为零并且设置第四流量控制器的流量为零，通过调整第二流量控制器和第三流量控制器的流量从目标气体出口获得不同稀释比的标准气体；C、当稀释比小于1:1000时采用二级稀释，控制第四气路切换器和第五气路切换器连通其未设置标气在线发生模块的子气路，控制第六气路切换器连通其第二气路，控制第七气路切换器连通其第一气路，通过调整第二流量控制器和第三流量控制器的流量控制零空气或气瓶装纯气体与气瓶装标准气体在第一混合器处进行第一级混合得到一级混合标准气体，通过调整第一流量控制器和第四流量控制器的流量控制零空气或气瓶装纯气体与部分一级混合标准气体在第二混合器处进行第二级混合并从目标气体出口获得不同稀释比的二级混合标准气体，多余的一级混合标准气体从气体排空口排出。本专利技术的再一方面提供了一种气体在线稀释采样方法，采用上述气体在线稀释采样及标气发生装置对外界高浓度气体样品进行在线稀释采样，所述方法包括以下步骤：A、当稀释气为零空气时，将空气入口连通外界空气并将采样气入口连通高浓度气体样品，打开真空泵和采样泵，控制第一气路切换器连通其第一气路，控制第二气路切换器连通其第二气路，控制第三气路切换器连通其第二气路；当稀释气为气瓶装纯气体时，将载气入口连通气瓶装纯气体并将采样气入口连通高浓度气体样品，关闭真空泵并打开采样泵，控制第一气路切换器连通其第二气路，控制第二气路切换器连通其第二气路，控制第三气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体在线稀释采样及标气发生装置，其特征在于，所述装置包括两级稀释单元、稀释气供给单元、被稀释气供给单元和出气单元，其中，两级稀释单元包括第一混合器、第四流量控制器和第二混合器，第一混合器的出口端通过第四流量控制器与第二混合器的第二入口端连接；稀释气供给单元包括零空气供给气路、载气供给气路、第一气路切换器、第一流量控制器和第二流量控制器；零空气供给气路的一端为空气入口且另一端与第一气路切换器的第一入口端连接，零空气供给气路上沿着气体流动方向依次设置有零空气在线发生模块和真空泵；载气供给气路与零空气供给气路并联设置，载气供给气路的一端为载气入口且另一端与第一气路切换器的第二入口端连接；第一气路切换器的出口端通过第一流量控制器与第二混合器的第一入口端连接并且通过第二流量控制器与第一混合器的第一入口端连接；被稀释气供给单元包括标气供给气路、采样气供给气路、第二气路切换器、第三气路切换器、第三流量控制器、第四气路切换器、标气在线发生模块和第五气路切换器；标气供给气路的一端为标气入口且另一端与第二气路切换器的第一入口端连接；采样气供给气路上设置有采样泵，采样气供给气路与标气供给气路并联设置，采样气供给气路的一端为采样气入口且另一端与第二气路切换器的第二入口端连接；第二气路切换器的出口端与第三气路切换器的第二入口端连接，第三气路切换器的第一入口端与零空气供给气路的另一端连接，第三气路切换器的出口端通过第三流量控制器与第四气路切换器的入口端连接；第四气路切换器的第一出口端与第五气路切换器的第一入口端连接并且第四气路切换器的第二出口端与第五气路切换器的第二入口端连接形成两条子气路，所述标气在线发生模块设置在其中一条子气路上；第五气路切换器的出口端与所述第一混合器的第二入口端连接；出气单元包括第六气路切换器、第七气路切换器、目标气体排出气路和废气排出气路；第六气路切换器的入口端接入到所述第一混合器与第四流量控制器之间的气路上，第六气路切换器的第一出口端与第七气路切换器的第二入口端连接；废气排出气路与目标气体排出气路并联设置，废气排出气路的一端与第六气路切换器的第二出口端连接且另一端为气体排空口；第七气路切换器的第一入口端与第二混合器的出口端连接，目标气体排出气路的一端与第七气路切换器的出口端连接且另一端为目标气体出口；所述第一气路切换器、第二气路切换器、第三气路切换器、第四气路切换器、第五气路切换器、第六气路切换器和第七气路切换器能够通过通断电控制进行其中两条气路的通断切换，其中，第一入口端与出口端之间或者入口端与第一出口端之间形成第一气路，第二入口端与出口端之间或者入口端与第二出口端之间形成第二气路，各个气路切换器的第一气路与第二气路不同时连通。...

【技术特征摘要】
1.一种气体在线稀释采样及标气发生装置，其特征在于，所述装置包括两级稀释单元、稀释气供给单元、被稀释气供给单元和出气单元，其中，两级稀释单元包括第一混合器、第四流量控制器和第二混合器，第一混合器的出口端通过第四流量控制器与第二混合器的第二入口端连接；稀释气供给单元包括零空气供给气路、载气供给气路、第一气路切换器、第一流量控制器和第二流量控制器；零空气供给气路的一端为空气入口且另一端与第一气路切换器的第一入口端连接，零空气供给气路上沿着气体流动方向依次设置有零空气在线发生模块和真空泵；载气供给气路与零空气供给气路并联设置，载气供给气路的一端为载气入口且另一端与第一气路切换器的第二入口端连接；第一气路切换器的出口端通过第一流量控制器与第二混合器的第一入口端连接并且通过第二流量控制器与第一混合器的第一入口端连接；被稀释气供给单元包括标气供给气路、采样气供给气路、第二气路切换器、第三气路切换器、第三流量控制器、第四气路切换器、标气在线发生模块和第五气路切换器；标气供给气路的一端为标气入口且另一端与第二气路切换器的第一入口端连接；采样气供给气路上设置有采样泵，采样气供给气路与标气供给气路并联设置，采样气供给气路的一端为采样气入口且另一端与第二气路切换器的第二入口端连接；第二气路切换器的出口端与第三气路切换器的第二入口端连接，第三气路切换器的第一入口端与零空气供给气路的另一端连接，第三气路切换器的出口端通过第三流量控制器与第四气路切换器的入口端连接；第四气路切换器的第一出口端与第五气路切换器的第一入口端连接并且第四气路切换器的第二出口端与第五气路切换器的第二入口端连接形成两条子气路，所述标气在线发生模块设置在其中一条子气路上；第五气路切换器的出口端与所述第一混合器的第二入口端连接；出气单元包括第六气路切换器、第七气路切换器、目标气体排出气路和废气排出气路；第六气路切换器的入口端接入到所述第一混合器与第四流量控制器之间的气路上，第六气路切换器的第一出口端与第七气路切换器的第二入口端连接；废气排出气路与目标气体排出气路并联设置，废气排出气路的一端与第六气路切换器的第二出口端连接且另一端为气体排空口；第七气路切换器的第一入口端与第二混合器的出口端连接，目标气体排出气路的一端与第七气路切换器的出口端连接且另一端为目标气体出口；所述第一气路切换器、第二气路切换器、第三气路切换器、第四气路切换器、第五气路切换器、第六气路切换器和第七气路切换器能够通过通断电控制进行其中两条气路的通断切换，其中，第一入口端与出口端之间或者入口端与第一出口端之间形成第一气路，第二入口端与出口端之间或者入口端与第二出口端之间形成第二气路，各个气路切换器的第一气路与第二气路不同时连通。2.根据权利要求1所述气体在线稀释采样及标气发生装置，其特征在于，所述零空气在线发生模块包括沿着气体流动方向依次设置的第一气体过滤器、光催化反应器和第二气体过滤器。3.根据权利要求2所述气体在线稀释采样及标气发生装置，其特征在于，所述第一气体过滤器用于过滤空气中的颗粒物，所述光催化反应器通过紫外光照射产生臭氧气体用于氧化空气并且所述光催化反应器为钯催化柱，所述第二气体过滤器中填充有活性炭与高锰酸钾活性氧化铝颗粒的混合物并且用于净化氧化后的空气产生零空气。4.根据权利要求1所述气体在线稀释采样及标气发生装置，其特征在于，所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器和第四流量控制器均为防腐蚀型层流式气体质量流量计且内部及接头处采用电解抛光处理。5.根据权利要求1所述气体在线稀释采样及标气发生装置，其特征在于，所述第一混合器和第二混合器为微型在线式气体混合器且混合方式为同向式混合。6.根据权利要求1所述气体在线稀释采样及标气发生装置，其特征在于，所述标气在线发生模块包括沿着气体流动方向依次设置的干燥器、标准气体发生器和标准气体吸收器，所述标准气体发生器为基于渗透管原理的微型标准气体发生器。7.根据权利要求1所述气体在线稀释采样及标气发生装置，其特征在于，所述废气排出气路上还设置有废气吸收器。8.一种标气在线动态配气方法，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述气体在线稀释采样及标气发生装置对气瓶装标准气体进行动态在线配制，所述方法包括以下步骤：A、当稀释气为零空气时，将空气入口连通外界空气并将标气入口连通气瓶装标准气体，打开真空泵，控制第一气路切换器连通其第一气路，控制第二气路切换器连通其第一气路，控制第三气路切换器连通其第二气路；当稀释气为气瓶装纯气体时，将载气入口连通气瓶装纯气体并将标气入口连通气瓶装标准气体，关闭真空泵，控制第一气路切换器连通其第二气路，控制第二气路切换器连通其第一气路，控制第三气路切换器连通其第二气路；B、当稀释比大于1:1000时采用一级稀释，控...

【专利技术属性】
技术研发人员：王竹青，付大友，袁东，谭文渊，陈雨晴，李佳祁，廖琴瑶，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川,51