一种低浓度腐蚀性气体动态配气系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种低浓度腐蚀性气体动态配气系统，将待稀释的腐蚀性气体经减压阀减压后，到达压力调节器，经压力调节后到达电磁阀，通过电磁阀使气体进入音速喷嘴，通过音速喷嘴组合控制流量，并经背压阀进入混合室；稀释气体经减压阀减压后进入纯化器纯化，纯化后的稀释气体经电磁阀进入质量流量控制器，经流量控制后进入混合室；待稀释的腐蚀性气体和稀释气体在混合室中混合，经电磁阀、流量计、出口输出目标低浓度腐蚀性气体。本实用新型专利技术采用音速喷嘴组合与质量流量控制器相互组合的配气方式，针对腐蚀性气体组分制备10

【技术实现步骤摘要】
一种低浓度腐蚀性气体动态配气系统


[0001]本技术属于气体检测分析
，具体涉及一种低浓度腐蚀性气体动态配气系统。

技术介绍

[0002]标准气体具备评价分析方法的准确性、校准仪器和标定气体组分含量的特点，已被广泛应用于产品质量监督和质量控制、仪器仪表的校准、大气环境监测、医疗卫生、分析方法的评价和军工化学武器等领域。随着科学技术的发展，对标准气体的种类和组分含量范围要求越来越广，对标准气体制备的方法及其量值的准确度、稳定性和品质的要求也越来越高。因此，对标准气体制备技术进行深入的研究是非常必要的。
[0003]通常所使用的标准气体按配制方法分为两大类：静态配气法和动态配气法。静态配气法：对于那些吸附性低、分子间作用力弱、性质接近理想气体的混合气体的制备，通常采用静态容量配气法。其原理是先量取一定量的气体或液体，然后用稀释气体加以稀释达到一定容积或在容器中进行挥发，最后根据所取待配组分的量、稀释后的体积及压力来计算所配混合气体的组分含量。动态配气法：对于那些腐蚀性、吸附性强且性质偏离理想气体状态的混合气体的制备，更倾向于采用动态配气方法。动态配气是按一定比例、连续不断地将气态或蒸汽态的预配组分与稀释气体通入配气装置中，在配气装置的出口一端连续不断地得到各组分含量一定的标准混合气体。动态配气法虽然在配气设备上要比静态配气法复杂得多，但是配气方法和设备一旦建立，就可以很方便的获得定量的恒定浓度的标准气体。由于连续流动，最终能达到平衡。因而，动态配气法比静态配气法要优越得多，应用也更加广泛。
[0004]硫化氢、氯气、氯化氢、氟化氢等气体组分具有腐蚀性且易吸附性强，现有技术中的动态配气法经常受这两个原因的影响，导致制备低浓度瓶装气体标准物质的均匀性、稳定性不易控制，且配制浓度越低影响越大，因此，研究一种适用于低浓度腐蚀性气体的动态配气系统至关重要。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的硫化氢、氯气、氯化氢、氟化氢等气体组分具有腐蚀性且易吸附、低浓度气体难以准确配制的问题，本技术提供了一种低浓度腐蚀性气体动态配气系统，能够精确制备浓度范围在10
‑9～10
‑6mol/mol的标准气体，且系统简单，容易控制。
[0006]本技术中的一种低浓度腐蚀性气体动态配气系统，包括腐蚀性气体通路、稀释气体通路和混合气体通路；
[0007]所述的腐蚀性气体通路包括依次连接的第一减压阀、压力调节器、第一电磁阀、音速喷嘴装置、背压阀；所述的稀释气体通路包括依次连接的第二减压阀、纯化器、第二电磁阀、质量流量控制器装置；所述的混合气体通路包括依次连接的混合室、第三电磁阀、流量计和出口；
[0008]腐蚀性气体经腐蚀性气体通路进入混合室，稀释气体经稀释气体通路进入混合室。
[0009]进一步地，所述的音速喷嘴装置由6个不同流量的音速喷嘴并联组合而成。
[0010]进一步地，所述6个音速喷嘴的流量分别为20mL/min、40mL/min、80mL/min、160mL/min、320mL/min、640mL/min，6个音速喷嘴流量组合可以得到共26‑
1＝63种流量，最小流量为20mL/min，最大流量为1260mL/min。本技术中音速喷嘴个数n，通过音速喷嘴组合可以得到2
n
‑
1种不同流量组合，n为音速喷嘴的个数，每个喷嘴流量按照倍数递增。
[0011]进一步地，所述的纯化器中添加催化剂和吸附剂，本技术中稀释气体通过吸附剂、催化剂等在常温或者变温状态下通过吸附、催化等方式去除稀释气体中的微量氧、微量水等杂质。由于稀释气中存在多种待去除杂质，相应的就对纯化器内部的吸附剂及催化剂等种类提出相应的需求，往往纯化器内部填充多种催化剂、吸附剂等化学物质。如氮气经常作为稀释气，氮气中的杂质氧、一氧化碳、氢等在钯、铂等催化剂条件下生成二氧化碳和水等，再通过吸附剂，如分子筛或活性炭等吸附掉。通过对稀释气体进行纯化，进而保证了目标低浓度腐蚀性气体的配制准确性。
[0012]进一步地，所述混合室内设置多组挡板使多种气体混合后来回折返，从而保证了配气的均匀性。
[0013]进一步地，所述稀释气体通路中的质量流量控制器装置由两个并联的质量流量控制器组成。
[0014]进一步地，所述的腐蚀性气体为硫化氢、氯气、氯化氢和氟化氢中的一种以上。
[0015]在本技术中，腐蚀性气体通过减压阀、压力调节器后，经音速喷嘴流量装置控制(多个音速喷嘴组合)，稀释气体通过减压阀经纯化器(装置中引入高性能常温纯化器，纯化器采用高性能催化剂吸附，通过化学反应与物理相结合的方式除去稀释气体中的水、氧等杂质)，经质量流量控制器装置控制流量后，两者在混合室中混合均匀。
[0016]音速喷嘴的入口与出口压力之比为一定值时，音速喷嘴喉部的雷诺一定，则气流通过音速喷嘴喉部的流速恒定，此时即为临界流状态，选择不同的音速喷嘴组合，就可以进行不同的流量设置，然后通过环境条件检测如温度、压力、湿度，由微机采集数据，通过修正算出标准的流量值。
[0017]本技术的有益效果：
[0018](1)本技术基于音速喷嘴组合与质量流量控制器相互组合的配气方式，针对硫化氢、氯气、氯化氢、氟化氢等腐蚀性气体组分制备，制备范围为10
‑9～10
‑6mol/mol的标准气体，降低低浓度腐蚀性气体的吸附性，使稀释后的低浓度标准气体的准确性高。
[0019](2)本技术中的音速喷嘴结构简单、坚固耐用、耐腐蚀、防吸附，混合器混合室内设置多组挡板多种气体混合后来回折返，从而保证混合均匀。
[0020](3)本技术中稀释气路引入纯化模块，通过对稀释气中水、氧等杂质去除，降低了稀释气中杂质对硫化氢、氯气、氯化氢、氟化氢等腐蚀性气体组分的干扰，使动态配气后的低浓度标准气体的准确性高。
附图说明
[0021]图1为低浓度腐蚀性气体动态配气系统的结构示意图；
[0022]其中：1
‑
腐蚀性气体；2
‑
第一减压阀；3
‑
压力调节器；4
‑
第一电磁阀(4a，4b，4c，4d，4e，4f)；5
‑
音速喷嘴装置(5a，5b，5c，5d，5e，5f)；6
‑
背压阀；7
‑
稀释气体；8
‑
第二减压阀；9
‑
纯化器；10
‑
第二电磁阀(10a，10b)；11
‑
质量流量控制器装置(11a，11b)；12
‑
混气室；13
‑
第三电磁阀；14
‑
流量计(14a，14b)；15
‑
出口(15a，15b)。
具体实施方式
[0023]为了使本领域的人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合本技术的实施例和附图，对本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低浓度腐蚀性气体动态配气系统，其特征在于，包括腐蚀性气体通路、稀释气体通路和混合气体通路；所述的腐蚀性气体通路包括依次连接的第一减压阀、压力调节器、第一电磁阀、音速喷嘴装置、背压阀；所述的稀释气体通路包括依次连接的第二减压阀、纯化器、第二电磁阀、质量流量控制器装置；所述的混合气体通路包括依次连接的混合室、第三电磁阀、流量计和出口；腐蚀性气体经腐蚀性气体通路进入混合室，稀释气体经稀释气体通路进入混合室。2.根据权利要求1所述的动态配气系统，其特征在于，所述的音速喷嘴装置由6个不同流量的音速喷嘴并联组合而成。3.根据权利要求2所述的动态配气系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文申，许峰，荀其宁，侯倩倩，刘霞，宋磊，李胜凯，朱天一，冀克俭，
申请(专利权)人：山东非金属材料研究所，
类型：新型
国别省市：