一种低浓度标准气体的配气装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种低浓度标准气体的配气装置，配气装置包括气体发生组件和稀释配气组件，气体发生组件包括通过气路连通的主气室、第一气泵、气源室以及在气路中设置的气体传感器，主气室与第一气泵之间连通有第一阀门，气源室通过第二阀门与主气室连通，形成循环气路；稀释配气组件包括进气组件和配气组件。本实用新型专利技术的技术方案利用物质的物理化学特性产生已知浓度的目前气体，可作为一级标准使用，所获标准气体浓度准确性、可靠性高；利用所述循环气路产生标准气可方便地实现气、液分离，可大大降低气源室尺寸，便于恒温控制设计，同时主气室体积可变，可获得较大体积的标准气体。

A Gas Distribution Device for Low Concentration Standard Gas

The utility model discloses a gas distribution device for low concentration standard gas. The gas distribution device includes a gas generation component and a dilution gas distribution component. The gas generation component includes a main chamber, a first air pump, a gas source chamber and a gas sensor arranged in the gas path through the gas path. A first valve is connected between the main chamber and the first gas pump, and the gas source chamber is connected with the main air chamber through the second valve. The dilution valve assembly includes the intake component and the valve assembly. The technical scheme of the utility model utilizes the physical and chemical characteristics of the substance to produce the current gas with known concentration, which can be used as a first-class standard, and the obtained standard gas concentration has high accuracy and reliability; the standard gas generated by the circulating gas path can conveniently realize gas-liquid separation, greatly reduce the size of the gas source chamber, facilitate the constant temperature control design, and the volume of the main gas chamber can be changed. A larger volume of standard gas is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种低浓度标准气体的配气装置
本技术涉及标准气体发生
，具体涉及一种低浓度标准气体的配气装置及配气方法。
技术介绍
室内外空气质量与人的健康息息相关，为了检测与控制空气质量，国家也制定了一系列检测与控制标准，对大部分污染物而言，其浓度控制范围都在ppb浓度范围。不论是专业分析，还是利用分析仪在现场对这些污染物进行测量，为了获得准确可靠的测量结果，都需要配置低浓度的标准气体来检定和校准检测仪，检测分析测试方法和进行分析质量控制等。目前标准气体的配置方法主要有：静态体积比混合法、动态体积比混合法、以扩散管或渗透管为标准气源的动态方法。在实验室利用已知浓度的钢瓶气进行动态稀释配气是获取低浓度气体交常用的方法，对ppm浓度范围的气体配制问题不大，但对ppb级浓度范围的气体配气存在以下几个问题：1)由于钢瓶气存在气体吸附等问题，准确可靠的低浓度的钢瓶气很难配置，且不稳定；2)动态配气的稀释比过大(大于50倍)，配气稳定性较差，当不能获得10ppm以下浓度的稳定钢瓶气时，采用动态配气法获得ppb浓度的目标气体变得困难；3)有些化学活性气体不能制成钢瓶气。静态配气是由于不受设备稀释比的限制，是配制ppb浓度气体的可选方法，如果标准源为气体，可定量移取气体到固定体积的容器中，或用定量气体将其稀释到气袋中，必要时进行多次稀释；如果标准源为液体，如醛类、醇类、苯系物等，可通过微升级的微量注射器吸取目标溶液(1～10ul)在气袋中稀释到一定体积，或在固定体积的容器中配制ppm浓度范围的标准气体，对于目标气体浓度在ppm范围的标准气体，可能需要至少进行二次稀释操作才能满足要求。该配气方法如果不对配气人员进行适当的培训，并对所述配气过程进行严格的控制，在标准溶液配制、保存、吸取、转移及气体稀释过程中都会引入人为配气误差，使得该方法不便推广使用。渗透管/扩散管发生装置是获得发出低浓度标准气体的较可靠的方法，由于其采用失重法扩散、渗透速度进行校准，可以作为一级标准使用，但是渗透管/扩散管发生装置需要精确控制温度和流量，校准所需时间很长，从开机到平衡一般要很长时间，另外设备成本高，也不利于推广使用。在一定的温度下，在密闭容器中，液体与其所对应的气体达到两相平衡，液体上方的蒸气压为此物质的饱和蒸气压。饱和蒸气的压强只跟温度有关，与气体体积无关，一般情况下饱和气压随温度升高而增大。物质的饱和蒸气压是物质的重要的物性参数，其数据可通过物理化学手册查到,利用该特性可获得高准确性的标准气体。但实际上利用饱和蒸气获取标准气体并不方便,这是因为在静态情况下气液平衡所需时间较长，较难判断平衡点，另外当环境温度发生变化时，其重新建立平衡的过程也非常缓慢的，容易在气路或气室中吸出冷凝液，影响标准气体的准确性。
技术实现思路
针对现有三种配气方法所存在的问题，本技术揭示了一种利用材料的物理化学特性产生已知浓度的目标气体的方法与装置，所获标准气体浓度准确性、可靠性较高，可作为一级标准使用。本技术的为达到上述目的，具体通过以下技术方案得以实现的：一种低浓度标准气体的配气装置，包括气体发生组件和稀释配气组件，气体发生组件包括通过气路连通的主气室、第一气泵、气源室以及在气路中设置的气体传感器，气源室通过第二阀门与主气室连通，形成循环气路；稀释配气组件包括进气组件和配气组件，进气组件包括通过气路依次连通的过滤器、流量传感器和第二气泵，第二气泵通过第三阀门与主气室连通；配气组件包括通过气路依次连通的定量气室、配气室和第三气泵，定量气室通过第四阀门与主气室连通。进一步地，定量气室与配气室之间通过第六阀门连通，第六阀门为三通阀门，其另一端口连通有第四气泵。进一步地，主气室为气袋、可改变气室体积的鱼泡或风箱结构的容器。方便主气室的气流清洗及供气。进一步地，气源室设置在恒温箱内，恒温箱的设定温度低于主气室温度。恒温箱的设定温度低于主气室温度，及低于室温，避免了目标气体在气体管路及主气室中不会出现目标气体冷凝的问题。本技术的配气装置的低浓度标准气体的配气方法，包括以下步骤：1)将已知体积的定量空气通过进气组件灌入主气室中，将可挥发出目标气体物质的气源物质装入恒温的气源室内，开启第一气泵，推动气体发生组件中的气体循环；2)气体传感器不断监测气体发生组件气路中气体浓度变化，当传感器读数恒定不变时，主气室中获得浓度可知的目标气体；3)将主气室中的饱和气体抽到定量气室中，切换阀门，连通定量气室与配气室，将定量空气经通过进气组件灌入配气室中，配置得到所需浓度的目标气体的标准气体。进一步地，当步骤1)中装入气源室内的气源物质为过量的已知饱和蒸气压的气源物质，步骤2)中主气室的气体浓度可根据气源室温度下的目标气体的饱和蒸气压查表获得主气室内的气体浓度。当步骤1)中装入气源室内的气源物质为固定量的气源物质，步骤2)中主气室的气体浓度可根据气源室中所装入的气源物质的量及主气室的体积计算获得主气室内的气体浓度。在上述步骤1)之前还包括标定传感器灵敏度的步骤：将已知体积的定量空气通过进气组件灌入主气室中，标定此时气体传感器的零点I0；将过量的饱和蒸气压为C0的可挥发出目标气体物质的气源物质装入恒温的气源室内，开启第一气泵，推动气体发生组件中的气体循环；当传感器读数恒定不变时，标定此时气体传感器的读数I1，则气体传感器的灵敏度S为S＝(C0-0)/(I1-I0)。进一步地，步骤2)中主气室的气体浓度C1可根据气体传感器的灵敏度S及当前读数I2的线性关系计算，计算公式：C1＝S×(I2-I0)。与现有技术相比，本技术的技术方案：(1)利用物质的物理化学特性产生已知浓度的目前气体，可作为一级标准使用，所获标准气体浓度准确性、可靠性高；(2)利用所述循环气路产生标准气可方便地实现气、液分离，可大大降低气源室尺寸，便于恒温控制设计，同时主气室体积可变，可获得较大体积的标准气体；(3)采用循环通气方式可大大减少气体达到饱和所需时间，加快获得标准气的速度；(4)控制气源室的温度低于主气室温度，避免了目标气体在管路及气室中发生冷凝的问题；(5)在气源室中选择含固定量的目标气体的定量源，可配制一定浓度范围内的非饱和标准气体；(6)标定传感器灵敏度，可在气源室中选用非定量的气体发生源，根据气体传感器测量当前主气室中任意气体浓度，提高配气灵活度，加快配气速度。附图说明图1为本技术的整体结构示意图。图中，1、气体发生组件；11、主气室；12、第一气泵；13、气源室；14、气体传感器；15、第一阀门；16、第二阀门；2、进气组件；21、过滤器；22、流量传感器；23、第二气泵；24、第三阀门；3、配气组件；31、定量气室；32、配气室；33、第三气泵；34、第四阀门；35、第五阀门；36、第六阀门；37、第七阀门；38、第四气泵。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明。如图1所示，本技术的一种低浓度标准气体的配气装置，包括气体发生组件1和稀释配气组件，气体发生组件包括通过气路连通的主气室11、第一气泵12、气源室13以及在气路中设置的气体传感器14，优选地，主气室11与第一气泵12之间连通有第一阀门15，气源室13通过第二阀门16与主气室11连通，形成循本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低浓度标准气体的配气装置，其特征在于，包括气体发生组件(1)和稀释配气组件，气体发生组件包括通过气路连通的主气室(11)、第一气泵(12)、气源室(13)以及在气路中设置的气体传感器(14)，气源室(13)通过第二阀门(16)与主气室(11)连通，形成循环气路；稀释配气组件包括进气组件(2)和配气组件(3)，进气组件包括通过气路依次连通的过滤器(21)、流量传感器(22)和第二气泵(23)，第二气泵(23)通过第三阀门(24)与主气室(11)连通；配气组件包括通过气路依次连通的定量气室(31)、配气室(32)和第三气泵(33)，定量气室(31)通过第四阀门(34)与主气室(11)连通。

【技术特征摘要】
1.一种低浓度标准气体的配气装置，其特征在于，包括气体发生组件(1)和稀释配气组件，气体发生组件包括通过气路连通的主气室(11)、第一气泵(12)、气源室(13)以及在气路中设置的气体传感器(14)，气源室(13)通过第二阀门(16)与主气室(11)连通，形成循环气路；稀释配气组件包括进气组件(2)和配气组件(3)，进气组件包括通过气路依次连通的过滤器(21)、流量传感器(22)和第二气泵(23)，第二气泵(23)通过第三阀门(24)与主气室(11)连通；配气组件包括通过气路依次连通的定量气室(31)、配气室(...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈飞宙，谢雷，杨雁南，翟志斌，
申请(专利权)人：盛密科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31