常溫下處于液態(tài)的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備領(lǐng)域，具體為一種常溫下處于液態(tài)的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備領(lǐng)域，氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備主要分為靜態(tài)法(稱量法，分壓法，容量比混合法，靜態(tài)容量法)和動態(tài)法(滲透法，擴(kuò)散法，流量比混合法等)，在靜態(tài)法中稱量法和分壓法制備的標(biāo)準(zhǔn)氣體主要儲存于高壓或者是加壓鋼瓶中，由于容器和包裝氣體之間會發(fā)生物理吸附或者是化學(xué)等器壁反應(yīng)，因而要穩(wěn)定地存在對于有些活波性氣體或腐蝕性氣體難以實現(xiàn)，且制備的含量范圍也收到限制。而動態(tài)法中的滲透法和擴(kuò)散法正好能彌補(bǔ)這一不足，其可以用已知純度的物質(zhì)直接配置標(biāo)準(zhǔn)氣體，也可以將已知含量的高壓包裝的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行稀釋，配置的氣體含量范圍可以按照需要的范圍進(jìn)行任意選擇配置。
[0003]現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)氣體的配置主要采用靜態(tài)法，動態(tài)法也有部分使用，但是根據(jù)其各自原理的不同各有優(yōu)缺點，其中流量比混合法根據(jù)ISO 6145-7:2001中能夠配置出ppm的標(biāo)準(zhǔn)氣體，但是其占據(jù)的空間較大，操作較復(fù)雜；滲透法和擴(kuò)散法根據(jù)ISO 6145-10，8-2002中可以配置出10 9~10 6濃度的氣體，但是滲透法具有一定的使用期限。
[0004]對于擴(kuò)散管法配置氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，現(xiàn)在研究的學(xué)者也較多，但是此處還存在一個問題，就是一般的擴(kuò)散管動態(tài)配氣裝置中的混合裝置使用三通，通過其混合的氣體具有間歇性穩(wěn)定性，氣體不能充分混合均勻，有必要進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)中氣體混合不均勻，提供一種新型的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)。
[0006]本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種常溫下處于液態(tài)的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)，包括稀釋氣管路和背景氣管路，所述稀釋氣管路和背景氣管路均分別依次連接有壓力表、第一穩(wěn)流裝置、干燥裝置、第二穩(wěn)流裝置以及流量計，所述背景氣管路的出口連接氣體發(fā)生裝置的進(jìn)口，所述氣體發(fā)生裝置內(nèi)設(shè)有控溫爐，所述控溫爐內(nèi)放有擴(kuò)散管，所述氣體發(fā)生裝置的出口通過管路與混合裝置的配制氣體進(jìn)氣口連接；所述稀釋氣管路的出口與混合裝置的稀釋氣體進(jìn)氣口連接。
[0008]所述混合裝置包括箱體，所述箱體內(nèi)通過小孔湍流擋板分成混合前腔和混合后腔，所述混合前腔上設(shè)置有配制氣體進(jìn)氣口和稀釋氣體進(jìn)氣口，所述配制氣體進(jìn)氣口和稀釋氣體進(jìn)氣口位于同一平面、且呈垂直分布；所述混合后腔上設(shè)置有混合氣體出口。
[0009]所述混合裝置的混合氣體出口通過一分支管路連接標(biāo)準(zhǔn)氣體使用系統(tǒng)、通過安裝有閥門的另一分支管路連接尾氣處理裝置。
[0010]常溫下為液態(tài)的組分氣置于擴(kuò)散管中。壓力表一端與氣源管路連接，氣源管路與壓縮空氣源相通，壓力表另一端通過連接管路與流量控制裝置(第一穩(wěn)流裝置、干燥裝置、第二穩(wěn)流裝置以及流量計)，一路背景氣氣流通過連接管路輸送氣體至氣體發(fā)生裝置中，從氣體發(fā)生裝置中以一定流量帶出擴(kuò)散管中所蒸發(fā)出來的組分氣體至混合裝置中，另一路以需要的稀釋氣流量進(jìn)入混合裝置中，經(jīng)過混合裝置后混合氣體一路作為標(biāo)準(zhǔn)氣體使用、另一路經(jīng)過尾氣處理裝置進(jìn)行無害化處理。
[0011]本發(fā)生系統(tǒng)將欲配置氣體組分儲存于合適的擴(kuò)散管中，在穩(wěn)定的溫度下，其氣體蒸氣沿著均勻的毛細(xì)管擴(kuò)散，背景氣以已知流量通過毛細(xì)管的另一端與組分氣混合制成標(biāo)準(zhǔn)混合氣體。通過改變另一路稀釋氣流量可以獲得不同濃度含量的標(biāo)準(zhǔn)氣體。
[0012]使用時，首先關(guān)閉通往尾氣處理裝置的閥門，使得配制好的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)氣體使用裝置。接通電源，使得控溫爐的溫度達(dá)到所需溫度，裝入盛有欲配置組分的擴(kuò)散管，打開氣源，通入背景氣和稀釋氣。調(diào)節(jié)稀釋氣流量至所需流量，即可得到欲配置含量的標(biāo)準(zhǔn)氣體。使用完畢后，關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)氣體使用裝置，打開通往尾氣處理裝置的閥門，進(jìn)行尾氣處理后排入大氣中。其中，采用溫度控制精度達(dá)到0.1°C的控溫爐控制發(fā)生裝置的溫度，可以保證發(fā)生出來的氣體穩(wěn)定性；誤差為1%的流量計保證配氣過程中流量的精確控制；設(shè)計的垂直進(jìn)氣口，小孔湍流擋板式混合裝置能保證氣體混合的均勻性。此裝置的應(yīng)用可以實現(xiàn)在線式配置標(biāo)準(zhǔn)氣體，現(xiàn)配現(xiàn)用。
[0013]進(jìn)一步地，為了使得配制氣和稀釋氣混合的更加均勻，所述混合裝置中混合前腔的體積大于混合后腔的體積。位于小孔湍流擋板上的同心圓上開設(shè)有湍流孔，位于同一圓上的湍流孔的孔徑相等，隨同心圓的半徑增大而湍流孔的孔徑增大?；旌涎b置中采用兩個垂直進(jìn)氣口和小孔擋板式湍流混合。把從發(fā)生裝置中得到的配制氣體和稀釋氣以垂直的方式進(jìn)入混合裝置，再在其混合后通過小孔湍流混合擋板能夠保證得到均勻的所需濃度的混合氣體，能夠很好的解決所配置標(biāo)準(zhǔn)氣體的混合均勻性問題。
[0014]本實用新型設(shè)計合理，易于操作，能保證配氣過程中溫度，流量等參數(shù)的精確控制，提高了試驗穩(wěn)定度，節(jié)約了空間。同時通過大量的試驗數(shù)據(jù)，確定所研究的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)能準(zhǔn)確的制備出所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體。
【附圖說明】
[0015]圖1表示本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2表示混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3表不小孔瑞流擋板的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0018]圖中，1-壓力表，2-第一穩(wěn)流裝置，3-干燥裝置，4-第二穩(wěn)流裝置，5-流量計，
6-氣體發(fā)生裝置，7-擴(kuò)散管，8-混裝裝置，9-標(biāo)準(zhǔn)氣體使用系統(tǒng)，10-尾氣處理裝置，11-配制氣體進(jìn)氣口，12-稀釋氣體進(jìn)氣口，13-小孔湍流擋板，14-混合氣體出口，15-箱體，16-混合前腔，17-混合后腔，18-湍流孔，19-閥門。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]一種常溫下處于液態(tài)的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)，包括氣體發(fā)生裝置，流量控制裝置，混合裝置和尾氣處理裝置。
[0021]如圖1所示，包括稀釋氣管路和背景氣管路，所述稀釋氣管路和背景氣管路均分別依次連接有壓力表1、第一穩(wěn)流裝置2、干燥裝置3、第二穩(wěn)流裝置4以及流量計5。
[0022]如圖1所示，所述背景氣管路的出口連接氣體發(fā)生裝置6的進(jìn)口，所述氣體發(fā)生裝置6內(nèi)設(shè)有控溫爐，所述控溫爐內(nèi)放有擴(kuò)散管7。擴(kuò)散管7放有常溫下為液態(tài)的組分氣體，當(dāng)溫度升高時，組分氣變?yōu)闅鈶B(tài)由擴(kuò)散管的毛細(xì)管中散出，采用溫度控制精度達(dá)到0.1°C的控溫爐控制發(fā)生裝置的溫度，可以保證發(fā)生出來的氣體穩(wěn)定性。
[0023]如圖1所示，所述氣體發(fā)生裝置6的出口通過管路與混合裝置8的配制氣體進(jìn)氣口 11連接。
[0024]如圖1所示，所述稀釋氣管路的出口與混合裝置8的稀釋氣體進(jìn)氣口 12連接。
[0025]如圖1所示，所述混合裝置8的混合氣體出口 14通過一分支管路連接標(biāo)準(zhǔn)氣體使用系統(tǒng)9、通過安裝有閥門19的另一分支管路連接尾氣處理裝置10。
[0026]如圖2所示，所述混合裝置8包括箱體15，所述箱體15內(nèi)通過小孔湍流擋板13分成混合前腔16和混合后腔17，其中，混合前腔16的體積大于混合后腔17的體積。所述混合前腔16上設(shè)置有配制氣體進(jìn)氣口 11和稀釋氣體進(jìn)氣口 12，所述配制氣體進(jìn)氣口 11和稀釋氣體進(jìn)氣口 12位于同一平面、且呈垂直分布；所述混合后腔17上設(shè)置有混合氣體出口14。如圖3所示，位于小孔湍流擋板13上的同心圓上開設(shè)有湍流孔18，位于同一圓上的湍流孔18的孔徑相等，隨同心圓的半徑增大而湍流孔18的孔徑增大。設(shè)計的混合裝置中采用兩個垂直進(jìn)氣口和小孔擋板式湍流混合。把從發(fā)生裝置中得到的配制氣體和稀釋氣以垂直的方式進(jìn)入混合裝置，再在其混合后通過小孔湍流混合擋板能夠保證得到均勻的所需濃度的混合氣體，能夠很好的解決所配置標(biāo)準(zhǔn)氣體的混合均勻性問題。
[0027]通過對氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)的研究，建立了在常溫下處于液態(tài)的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)，該裝置可實現(xiàn)常溫下處于液態(tài)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的在線式配置。
[0028]最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照本實用新型實施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本實用新型的技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋本實用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍中。
【主權(quán)項】
1.一種常溫下處于液態(tài)的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:包括稀釋氣管路和背景氣管路，所述稀釋氣管路和背景氣管路均分別依次連接有壓力表(I)、第一穩(wěn)流裝置(2)、干燥裝置(3)、第二穩(wěn)流裝置(4)以及流量計(5)，所述背景氣管路的出口連接氣體發(fā)生裝置(6 )的進(jìn)口，所述氣體發(fā)生裝置(6 )內(nèi)設(shè)有控溫爐，所述控溫爐內(nèi)放有擴(kuò)散管(7 )，所述氣體發(fā)生裝置(6)的出口通過管路與混合裝置(8)的配制氣體進(jìn)氣口(11)連接；所述稀釋氣管路的出口與混合裝置(8)的稀釋氣體進(jìn)氣口(12)連接； 所述混合裝置(8)包括箱體(15)，所述箱體(15)內(nèi)通過小孔湍流擋板(13)分成混合前腔(16)和混合后腔(17)，所述混合前腔(16)上設(shè)置有配制氣體進(jìn)氣口( 11)和稀釋氣體進(jìn)氣口( 12)，所述配制氣體進(jìn)氣口( 11)和稀釋氣體進(jìn)氣口( 12)位于同一平面、且呈垂直分布；所述混合后腔(17)上設(shè)置有混合氣體出口( 14); 所述混合裝置(8)的混合氣體出口(14)通過一分支管路連接標(biāo)準(zhǔn)氣體使用系統(tǒng)(9)、通過安裝有閥門(19 )的另一分支管路連接尾氣處理裝置(10 )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫下處于液態(tài)的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述混合裝置(8)中混合前腔(16)的體積大于混合后腔(17)的體積。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的常溫下處于液態(tài)的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:位于小孔湍流擋板(13)上的同心圓上開設(shè)有湍流孔(18)，位于同一圓上的湍流孔(18)的孔徑相等，隨同心圓的半徑增大而湍流孔(18)的孔徑增大。
【專利摘要】本實用新型涉及氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備領(lǐng)域，具體為一種常溫下處于液態(tài)的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)生系統(tǒng)，包括稀釋氣管路和背景氣管路，所述稀釋氣管路和背景氣管路均分別依次連接有壓力表（1）、第一穩(wěn)流裝置（2）、干燥裝置（3）、第二穩(wěn)流裝置（4）以及流量計（5），所述背景氣管路的出口連接氣體發(fā)生裝置（6）的進(jìn)口，所述氣體發(fā)生裝置（6）內(nèi)設(shè)有控溫爐，所述控溫爐內(nèi)放有擴(kuò)散管（7），所述氣體發(fā)生裝置（6）的出口通過管路與混合裝置的配制氣體進(jìn)氣口（11）連接；所述稀釋氣管路的出口與混合裝置的稀釋氣體進(jìn)氣口（12）連接。本實用新型設(shè)計合理，易于操作，能保證配氣過程中溫度，流量等參數(shù)的精確控制，提高了試驗穩(wěn)定度，節(jié)約了空間。
【IPC分類】B01F15/04, B01F3/02
【公開號】CN204911266
【申請?zhí)枴緾N201520502559
【發(fā)明人】王娜, 高建建, 王晶, 溫維麗, 張紅, 胡衛(wèi)紅, 徐玲, 秦牡丹, 張重杰, 趙卯青
【申請人】山西新華化工有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年7月14日