專利名稱：全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，屬于電氣自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的作用是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確一致的測(cè)量，確保量值溯源。標(biāo)準(zhǔn)氣體廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量控制、儀器儀表的校準(zhǔn)、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、臨床檢驗(yàn)、分析方法的評(píng)價(jià)等領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)氣體的制備方法有多種，如重量法、靜態(tài)容量法以及動(dòng)態(tài)擴(kuò)散管法等，其中重量法在我國(guó)應(yīng)用最為廣泛。重量法是以質(zhì)量作為基準(zhǔn)的絕對(duì)測(cè)量方法，具有準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)，屬國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。傳統(tǒng)的重量法，其組分氣體的稱量是制備標(biāo)準(zhǔn)氣體的關(guān)鍵，由于氣瓶本身質(zhì)量較大(一般為2 20kg)，而充入的組分氣體質(zhì)量相對(duì)較小(2 20g)，因此對(duì)天平要求很高。需采用大載荷(20kg)、小感量(10mg)的高精密天平稱量充人氣瓶的原料氣體，用電子天平[最大載荷(16kg)、感量(0. lg)]稱量充入氣瓶的高壓底氣。為了準(zhǔn)確稱量質(zhì)量很大的氣瓶中所充填的很少量的氣體，除了對(duì)天平有很高要求外，還要求保證一定的稱量量。這樣，在稱量操作中很難保證能夠達(dá)到很高的準(zhǔn)確度。而且，要配制多組分標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)，必須多次精密稱量待配制原料氣的[0003] 質(zhì)量，對(duì)操作的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度要求很高，過(guò)程十分繁瑣。 采用全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，參與配制的原料氣的質(zhì)量通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)，由電腦精確計(jì)算而得到，計(jì)量精度大幅度提高，免除了手工重量法所必須采用的手工稱取原料氣和高壓稀釋底氣的繁瑣過(guò)程，提高了自動(dòng)化水平，并能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)任意濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體及多組分標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能克服上述缺陷、配制含量準(zhǔn)確、效率高、并可實(shí)現(xiàn)
單個(gè)氣瓶的多組分標(biāo)準(zhǔn)氣體的連續(xù)配制全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置。其技術(shù)內(nèi)容為 包括計(jì)算機(jī)、設(shè)有電磁閥的高壓底氣氣路、設(shè)有質(zhì)量流量計(jì)和電磁閥的原料氣氣
路、恒溫室、標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶、真空泵、溫度測(cè)量?jī)x、壓力傳感器和若干電磁閥，其特征在于
在恒溫室內(nèi)增設(shè)六通閥和定量管，其中六通閥的5端、6端對(duì)應(yīng)接定量管的兩端，4端通過(guò)第
七電磁閥接真空泵，3端通過(guò)原料氣氣路接原料氣，1端接設(shè)有第一電磁閥和第二電磁閥的
高壓底氣氣路，2端依次經(jīng)過(guò)設(shè)有第四電磁閥和第六電磁閥的氣路接真空泵、依次經(jīng)過(guò)設(shè)有
第四電磁閥和第三電磁閥的氣路接第一電磁閥和第二電磁閥之間的氣路、依次經(jīng)過(guò)設(shè)有第
四電磁閥和第五電磁閥的氣路接標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶，壓力傳感器設(shè)置在第五電磁閥與標(biāo)準(zhǔn)氣
體配氣瓶之間的氣路上，溫度測(cè)量?jī)x、質(zhì)量流量計(jì)、壓力傳感器的輸出端均接計(jì)算機(jī)，參與
配制的原料氣的質(zhì)量是通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)的流量信號(hào)，經(jīng)電腦計(jì)算而得。 所述的全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，原料氣氣路為設(shè)有質(zhì)量流量計(jì)和第八電磁閥的一路，輸出端接六通閥的3端。 所述的全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，原料氣氣路為多路，每一路上均設(shè)有質(zhì)量流量計(jì)和第八電磁閥，輸出端均接六通閥的3端，參與配制的標(biāo)氣種類可在六通閥的3端接出的管路接點(diǎn)上通過(guò)任意添加控制通斷的電磁閥和質(zhì)量流量計(jì)而得到，所配制的同種原料氣也可通過(guò)電腦采集質(zhì)量流量計(jì)的流量信號(hào)，控制進(jìn)入定量管的原料氣質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)任意濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制。 所述的全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，恒溫室采用恒溫氣室，配制標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)恒溫室的溫度恒定50°C ，將六通閥恒溫到50°C ，實(shí)現(xiàn)恒溫配氣。 所述的全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶設(shè)置在設(shè)有溫度測(cè)量?jī)x的容器內(nèi)。 其工作原理為六通閥斷電，位于初始位置，對(duì)六通閥所在的恒溫室進(jìn)行5(TC恒溫，恒溫時(shí)間到，開啟真空泵。打開第五電磁閥、第六電磁閥和第七電磁閥，真空泵通過(guò)第七電磁閥分別對(duì)定量管、通過(guò)第六電磁閥和第五電磁閥對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶抽真空，由壓力傳感器測(cè)得抽到規(guī)定的極限真空(10Pa)后，關(guān)閉第五電磁閥、第六電磁閥和第七電磁閥，關(guān)閉真空泵。打開第八電磁閥，原料氣通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)、第八電磁閥進(jìn)入定量管，進(jìn)入定量管的原料氣達(dá)到所設(shè)定的質(zhì)量M1后，關(guān)閉第八電磁閥。將六通閥通電，使六通閥切換到第二位置。依次打開第一、第二、第四、第五電磁閥，使高壓底氣將連接六通閥的定量管中的原料氣沖入標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶。持續(xù)一段時(shí)間并保證定量管中的原料氣體已全部進(jìn)入配氣瓶后，關(guān)閉第二、第四電磁閥，打開第三電磁閥，高壓底氣通過(guò)第一、第三、第五電磁閥繼續(xù)對(duì)配氣瓶充壓，直到規(guī)定的壓力值。由配氣瓶的容積、配氣瓶中高壓底氣的壓力及測(cè)得的配氣瓶所在環(huán)境的溫度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氣態(tài)方程得到進(jìn)入配氣瓶的高壓底氣的質(zhì)量為M2。前述的進(jìn)入配氣瓶的原料氣的質(zhì)量M1與混合氣總質(zhì)量(Ml+M2))的比值，即為所配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的氣體含量G = M1/ (Ml+M2)，單位換算為PPM值。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置配制標(biāo)準(zhǔn)氣體，配制過(guò)程全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，與傳統(tǒng)的重量法相比，配制效率、含量準(zhǔn)確度均大幅提高，并可實(shí)現(xiàn)單個(gè)氣瓶的多組分標(biāo)準(zhǔn)氣體的連續(xù)配制，極大提高了工作效率，配制出來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)氣體的指標(biāo)達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、計(jì)算機(jī)2、質(zhì)量流量計(jì)3、恒溫室4、標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶5、真空泵6、溫度測(cè)量?jī)x7、壓力傳感器8、六通閥9、定量管10、容器Fl、第一電磁閥F2、第二電磁閥F3、第三電磁閥F4、第四電磁閥F5、第五電磁閥F6、第六電磁閥F7、第七電磁閥 F8、第八電磁閥
具體實(shí)施方式在圖1的實(shí)施例中，所有電磁閥的1端表示電磁閥入口，2端表示電磁閥出口。恒溫室3采用恒溫氣室，六通閥8和定量管9均設(shè)置在恒溫室3內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶4設(shè)置在設(shè)有溫度測(cè)量?jī)x6的容器10內(nèi)，六通閥8的5端、6端對(duì)應(yīng)接定量管9的兩端，4端通過(guò)第七電磁閥F7接真空泵5， 3端通過(guò)設(shè)有質(zhì)量流量計(jì)2和第八電磁閥F8的原料氣氣路接原料氣，1端接設(shè)有第一電磁閥Fl和第二電磁閥F2的高壓底氣氣路，2端依次經(jīng)過(guò)設(shè)有第四電磁閥F4和第六電磁閥F6的氣路接真空泵5、依次經(jīng)過(guò)設(shè)有第四電磁閥F4和第三電磁閥F3的氣路接第一電磁閥Fl和第二電磁閥F2之間的氣路、依次經(jīng)過(guò)設(shè)有第四電磁閥F4和第五電磁閥F5的氣路接標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶4，壓力傳感器7設(shè)置在第五電磁閥F5與標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶4之間的氣路上，溫度測(cè)量?jī)x6、質(zhì)量流量計(jì)2、壓力傳感器7的輸出端均接計(jì)算機(jī)1 ，參與配制的原料氣的質(zhì)量是通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)2的流量信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)1計(jì)算而得。[0016] 根據(jù)需要，原料氣氣路也可為多路，參與配制的標(biāo)氣種類可在六通閥8的3端接出的管路接點(diǎn)A上通過(guò)任意添加控制通斷的第八電磁閥F8和質(zhì)量流量計(jì)2而得到，所配制的同種原料氣也可通過(guò)計(jì)算機(jī)1采集質(zhì)量流量計(jì)2的流量信號(hào)，控制進(jìn)入定量管9的原料氣質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)任意濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制?？蓪?shí)現(xiàn)單個(gè)氣瓶的多組分標(biāo)準(zhǔn)氣體的連續(xù)配制，極大提高了工作效率，配制出來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)氣體的指標(biāo)達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，包括計(jì)算機(jī)(1)、設(shè)有電磁閥的高壓底氣氣路、設(shè)有質(zhì)量流量計(jì)(2)和電磁閥的原料氣氣路、恒溫室(3)、標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶(4)、真空泵(5)、溫度測(cè)量?jī)x(6)、壓力傳感器(7)和若干電磁閥，其特征在于在恒溫室(3)內(nèi)增設(shè)六通閥(8)和定量管(9)，其中六通閥(8)的5端、6端對(duì)應(yīng)接定量管(9)的兩端，4端通過(guò)第七電磁閥F7接真空泵(5)，3端通過(guò)原料氣氣路接原料氣，1端接設(shè)有第一電磁閥F1和第二電磁閥F2的高壓底氣氣路，2端依次經(jīng)過(guò)設(shè)有第四電磁閥F4和第六電磁閥F6的氣路接真空泵(5)、依次經(jīng)過(guò)設(shè)有第四電磁閥F4和第三電磁閥F3的氣路接第一電磁閥F1和第二電磁閥F2之間的氣路、依次經(jīng)過(guò)設(shè)有第四電磁閥F4和第五電磁閥F5的氣路接標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶(4)，壓力傳感器(7)設(shè)置在第五電磁閥F5與標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶(4)之間的氣路上，溫度測(cè)量?jī)x(6)、質(zhì)量流量計(jì)(2)、壓力傳感器(7)的輸出端均接計(jì)算機(jī)(1)。
2. 如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，其特征在于原料氣氣路為設(shè)有質(zhì) 量流量計(jì)(2)和第八電磁閥F8的一路，輸出端接六通閥(8)的3端。
3. 如權(quán)利要求l所述的全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，其特征在于原料氣氣路為多路，每 一路上均設(shè)有質(zhì)量流量計(jì)(2)和第八電磁閥F8，輸出端均接六通閥(8)的3端。
4. 如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，其特征在于恒溫室(3)采用恒溫 氣室，配制標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)恒溫室(3)的溫度恒定5(TC。
5. 如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，其特征在于標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶(4) 設(shè)置在設(shè)有溫度測(cè)量?jī)x(6)的容器(10)內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)氣體配制裝置，包括高壓底氣氣路、原料氣氣路、恒溫室、標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶、真空泵、壓力傳感器和若干電磁閥，特征是在恒溫室內(nèi)增設(shè)六通閥和定量管，其中六通閥的5端、6端對(duì)應(yīng)接定量管的兩端，4端通過(guò)電磁閥接真空泵，3端通過(guò)原料氣氣路接原料氣，1端接設(shè)有第一電磁閥和第二電磁閥的高壓底氣氣路，2端經(jīng)設(shè)有第四電磁閥和第六電磁閥的氣路接真空泵、經(jīng)設(shè)有第四電磁閥和第三電磁閥的氣路接第一電磁閥和第二電磁閥之間的氣路、經(jīng)過(guò)設(shè)有第四電磁閥和第五電磁閥的氣路接標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶，壓力傳感器設(shè)置在第五電磁閥與標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣瓶之間的氣路上。本裝置配制含量準(zhǔn)確、效率高，配出來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)氣體為國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
文檔編號(hào)B01F15/04GK201493080SQ20092022571
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者畢海成, 王志廣 申請(qǐng)人:山東中惠儀器有限公司