本發(fā)明涉及實驗氣體的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于制備實驗氣體的裝置及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，隨著人們生活水平的提高，對自身的健康也越來越重視，其中，是危害人類身體健康的兩個重要方面，如新房中甲醛、苯等有毒的有機氣體的釋放，工作環(huán)境中釋放的帶有放射性核素的氣體等。因此，為了保證人類生活身體健康，通常使用吸附材料對這兩中氣體進行吸附。但是，吸附材料的吸附能力需要含有放射性氣體和有毒氣體的實驗氣體來檢測，以確定該吸附材料能夠吸附放射性氣體和有毒氣體的量，以此針對不同的環(huán)境選擇不同的吸附材料，保證生活或工作的環(huán)境不危害人們身體健康。

氚是低毒放射性核素，但卻是核設(shè)施向工作場地和環(huán)境釋放的活度最大的人工核素，其對輻射工作人員與公眾產(chǎn)生的內(nèi)照射劑量及健康危害的研究在國際上日益受到重視。在測試吸附材料對氚的吸附過濾效果過程中，制備含特定活度氚化水的實驗氣體是材料吸附性能測試中非常重要的一個環(huán)節(jié)。但現(xiàn)階段沒有較好的技術(shù)和方法可以制備含特定濃度的氚化水實驗氣體。對含氚化水的實驗氣體取樣主要有兩種方法，一種是鼓泡法取樣，這種方法是利用載氣通過氚化水，將氚化水帶入載氣，得到實驗氣體；另一種是被動式取樣，這種方法是將吸附氚化水的材料，放入到載氣中，通過材料中氚化水的釋放，獲得含氚化水的實驗氣體。鼓泡法取樣對含氚化水的實驗氣體活度不好控制，并且容易造成污染，被動式取樣對吸附材料有要求，并且制備過程較復雜。

現(xiàn)有的技術(shù)制備一定活度的含氚化水的實驗氣體過程中，沒有有效控制活度的措施，導致得到實驗氣體的活度誤差比較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠制備特定活度的實驗氣體的裝置及其制備方法。

本發(fā)明的用于制備實驗氣體的裝置，包括依次連接的用于混合載氣與功能性液體的混合容器和若干緩沖容器，所述混合容器和各所述緩沖容器均設(shè)有分別用于氣體輸入和輸出的輸入口和輸出口，且所述輸入口連接有伸入容器內(nèi)部的管道，所述混合容器還設(shè)有能夠輸入功能性液體的注入口，方便密封和定量注入功能性液體。

進一步的，所述管道的輸出端的位置高于所述容器底部、低于所述輸出口，且所述注入口的位置高于所述混合容器底部、低于所述管道的輸出端。

進一步的，所述注入口朝向所述混合容器的底部傾斜。

進一步的，所述注入口能夠與注射器配合使用。

進一步的，所述混合容器和緩沖容器優(yōu)選呈柱形的混合瓶和緩沖瓶。

進一步的，若干所述緩沖容器串連，所述緩沖容器設(shè)有2-4個。

進一步的，所述管道的輸出端呈喇叭狀。

進一步的，所述管道輸出端的底面積小于所述容器的底面積。

進一步的，所述混合容器的輸出口通過橡膠管連接所述緩沖容器的輸入口，所述緩沖容的輸出口通過所述橡膠管連接后一級所述緩沖容器的輸入口。

本發(fā)明的利用上述的裝置制備實驗氣體的方法，包括以下步驟：

(1)將功能性液體以及載氣分別通過注入口和輸入口輸入所述混合容器中進行初步混合后，得到混合氣體。

其中，所述載氣為氮氣、氦氣、氬氣、二氧化碳和氧氣中的一種或幾種。

所述功能性液體為帶有放射性核素的液體、以及有機液體中的一種或幾種。

(2)將步驟(1)中得到的混合氣體依次通過緩沖容器進行充分混合，得到所述實驗氣體。

進一步的，所述載氣的流速為0.1-20l/min。

進一步的，所述功能性液體的注射速率為1-100ul/h。

進一步的，所述載氣的壓強為90-110kpa，優(yōu)選101kpa。

進一步的，所述帶有放射性核素的液體為氚化水和碘131中的一種或兩種。

進一步的，所述有機液體可以為有毒有機物，如醇類(甲醇)、酮類(丙酮)、酯類(鄰苯二甲酸二丁酯)、苯類(甲苯、苯)和醛類(甲醛)中的一種或幾種。

本發(fā)明的利用上述的裝置制備含氚化水的實驗氣體的方法，包括以下步驟：

(1)將氚化水溶液注射入混合容器，同時將載氣從輸入口輸入混合容器，初步混合后，得到混合氣體。

(2)將步驟(1)中得到的混合氣體依次通過緩沖容器進行充分混合后，得到含氚化水的實驗氣體。

進一步的，步驟(1)中，所述氚化水溶液注射速率為1-100ul/h。

進一步的，步驟(1)中，所述載氣的流速為0.1-20l/min。

進一步的，步驟(1)中，所述載氣為氬氣和氮氣中的一種或兩種。

進一步的，步驟(1)中，所述載氣的壓強為90-110kpa，優(yōu)選101kpa。

借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明的實驗氣體制備裝置簡單實用，便于操作；

2、注入口高度高于混合容器底部、低于管道的輸出部，利于載氣與功能性液體充分混合；

3、裝置中管道的輸出部高度高于容器底部、低于輸出口，保證輸出的混合氣體能夠最大限度的混勻；

4、本發(fā)明裝置混合容器中通入載氣，利用載氣的流動性將功能性液體揮發(fā)的氣體帶走，得到混合氣體；

5、本發(fā)明的利用該裝置制備實驗氣體的方法可以準確制備一定活度的實驗氣體，且操作簡單，制備出來的實驗氣體濃度準確且區(qū)間較廣，分散均勻；

6、該方法利用微量注射技術(shù)，將功能性液體以一定流量注入到混合容器中與載氣混合，從而獲得含一定活度的實驗氣體；

7、利用本發(fā)明的裝置及其制備方法制備的實驗氣體中，帶有氚化水的實驗氣體活度最高可達1.67*10⁹bq/m³，有機氣體體積濃度高達16.7ml/m³，完全可以滿足氚化水及有機氣體吸附試驗的要求，準確度高于90％。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的裝置中混合容器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的裝置中緩沖容器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是利用本發(fā)明中的裝置制備實驗氣體的方法流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

參見圖1至圖3，本發(fā)明一較佳實施例所述的一種用于制備實驗氣體的裝置，包括通過若干橡膠管依次連接的1個混合瓶以及3個緩沖瓶?；旌掀亢透骶彌_瓶均設(shè)有分別用于氣體輸入和輸出的輸入口和輸出口，且輸入口連接有伸入瓶體內(nèi)部的管道，管道的輸出端呈喇叭狀，且底面積小于所述容器的底面積。混合瓶還設(shè)有與注射器配合使用并能夠輸入功能性液體的注入口，所述注入口朝向所述混合容器的底部傾斜。管道的輸出端位置高于瓶底部、低于輸出口，注入口位置高于混合瓶底部、低于管道的輸出端。

混合瓶能滿足載氣的流通，又很好的解決了功能性液體的注入，通過微量注射器以一定速率加入到混合瓶中，載氣通過混合瓶的最上面的輸入口輸入，混合后的氣體通過混合瓶的輸出口輸入至串聯(lián)的緩沖瓶，最后獲得所需活度的實驗氣體。

實施例1：制備含氚化水活度為10⁵bq/m³的實驗氬氣

包括以下步驟：

(1)將活度為10⁸bq/ml的氚化水溶液以1ul/h的速率注射入混合瓶，同時將壓強為101kpa的載氣氬氣以20l/min的流速從輸入口輸入混合瓶，初步混合后，得到混合氣體；

(2)將步驟(1)中得到的混合氣體依次通過緩沖瓶進行充分混合后，得到氚化水活度為9.12*10⁴bq/m³的實驗氬氣，準確度為91.2％。

實施例2：制備含氚化水活度為4*10⁹bq/m³的實驗氮氣

本實施例與實施例1步驟基本相同，其區(qū)別在于：步驟(1)中，氚化水溶液活度為2.4*10⁸bq/ml、注射速率為100ul/h，載氣為101kpa氮氣、流速為0.1l/min，得到氚化水活度為3.68*10⁹bq/m³的實驗氮氣，準確度為92.1％。

實施例3：制備含氚化水活度為8.33*10⁶bq/m³的實驗氬氣

本實施例與實施例1步驟基本相同，其區(qū)別在于：步驟(1)中，氚化水溶液的注射速率為50ul/h，氬氣壓強為101kpa、流速為10l/min，得到氚化水活度為7.52*10⁶bq/m³的實驗氬氣，準確度為90.3％。

實施例4：制備含甲醇體積濃度為0.83ul/m³的實驗氬氣

本實施例與實施例1步驟基本相同，其區(qū)別在于：步驟(1)中，甲醇的注射速率為1ul/h，氬氣壓強為101kpa、流速為20l/min，得到甲醇體積濃度為0.78ul/m³的實驗氬氣，準確度為94％。

實施例5：制備含甲苯體積濃度為16.7ml/m³的實驗氮氣

本實施例與實施例1步驟基本相同，其區(qū)別在于：步驟(1)中，甲苯的注射速率為100ul/h，氮氣壓強為101kpa、流速為0.1l/min，得到甲苯體積濃度為15.3ul/m³的實驗氮氣，準確度為91.8％。

實施例6：制備含丙酮體積濃度為83.3ul/m³的實驗氬氣

本實施例與實施例1步驟基本相同，其區(qū)別在于：步驟(1)中，丙酮的注射速率為50ul/h，氬氣壓強為101kpa、流速為10l/min，得到甲苯體積濃度為75.4ul/m³的實驗氬氣，準確度為90.5％。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本發(fā)明，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。