一种便携式多组分气体稀释装置的制作方法

本发明属于环保装置技术领域，具体而言，本发明涉及一种便携式多组分气体稀释装置，用于在污染源现场、实验室等场地发生特定浓度单组份或多组分混合气体装置，尤其适用于以高纯氮或洁净空气作为背景气的分气体稀释。

背景技术：

污染源排放废气监测管理中会使用标准浓度气体对监测装置或系统的线性、漂移、准确性等性能参数进行测试质控管理，现有通常情况下标准浓度气体都采用钢瓶气，而随着发电机组超低排放改造的逐步推广，污染源特别是燃煤电厂废气浓度降至超低限值，如SO₂：35mg/Nm³、NO_x：50mg/Nm³。现场就需要低浓度的标准气体对超低排放系统进行质控管理，而配置瓶装低浓度气体存在制备难度大、成本高、稳定性差以及现场携带不便等问题。若使用便携式气体稀释装置，即可按照现场需要以配置出不同浓度气体，满足现场不同浓度标准气的需求。

现有标准气体稀释装置多采用两路质量流量控制器来实现，原理为采用一路高纯氮或压缩空气为背景气对另一路已知高浓度气体进行比例稀释，得到特定浓度气体。此类气体稀释装置存在功能单一、抗干扰能力差、便携性差、配置精度低、流量计漂移大、操作不便等问题。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种便携式多组分气体稀释装置，以至少解决现有技术中标准气体稀释装置存在的便携性能差的技术问题，同时能够解决现有技术中存在的操作不便的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种便携式多组分气体稀释装置，其技术方案如下：

一种便携式多组分气体稀释装置，包括稀释管路，用于输送稀释气体；第一待稀释管路，用于输送第一待稀释气体；第二待稀释管路，用于输送第二待稀释气体；在所述第一待稀释管路上设有第二两位三通电磁阀，所述第二两位三通电磁阀的第一连接口和第二连接口均连接在所述第一待稀释管路上；在所述第二待稀释管路上设有第三两位三通电磁阀，所述第三两位三通电磁阀的第一连接口和第二连接口均连接在所述第二待稀释管路上；在所述稀释管路上设有分流三通阀，所述分流三通阀的第一连接口和第二连接口均连接在所述稀释管路上，所述分流三通阀的第三连接口通过第一支路连接到所述第三两位三通电磁阀的第三连接口上；在所述第一支路上设有汇流三通阀，所述汇流三通阀的第一连接口和第二连接口均连接在所述第一支路上，所述汇流三通阀的第三连接口通过第二支路连接到所述第二两位三通电磁阀的第三连接口上；在所述稀释管路上设有第一质量流量计，在所述第一待稀释管路上设有第二质量流量计，在所述第二待稀释管路上设有第三质量流量计；所述稀释管路、所述第一待稀释管路和所述第二待稀释管路的尾端汇流在出口管路上通过标准气出口输出。

如上述的便携式多组分气体稀释装置，进一步优选为：还包括深冷加热控温恒温盒，对所述第一质量流量计、所述第二质量流量计和所述第三质量流量计进行恒温控制。

如上述的便携式多组分气体稀释装置，进一步优选为：还包括空气管路；空气干燥装置，安装在所述空气管路的首端；过滤器，安装在所述空气管路上并位于所述空气干燥装置的后方；高压抽气泵，安装在所述空气管路上并位于所述过滤器的后方；和第一两位三通电磁阀，安装在所述稀释管路上，所述第一两位三通电磁阀的第一连接口和第二连接口均连接在所述稀释管路上，所述空气管路的尾端连接到所述第一两位三通电磁阀的第三连接口上。

如上述的便携式多组分气体稀释装置，进一步优选为：所述第一两位三通电磁阀位于所述分流三通阀的前方。

如上述的便携式多组分气体稀释装置，进一步优选为：还包括标准流量发生装置，分别与所述第一质量流量计、所述第二质量流量计和所述第三质量流量计相连，用于实现所述第一质量流量计、所述第二质量流量计和所述第三质量流量计的校准。

如上述的便携式多组分气体稀释装置，进一步优选为：还包括混气装置，安装在所述出口管路上，用于将气体混合均匀。

如上述的便携式多组分气体稀释装置，进一步优选为：所述混气装置为强扰流汇流罐。

如上述的便携式多组分气体稀释装置，进一步优选为：所述强扰流汇流罐包括罐体，用于提供容纳空间；进气管，位于所述罐体前侧的侧壁下部位置；出气管，位于所述罐体后侧的侧壁上部位置；第一扰流板，安装在所述罐体内，所述第一扰流板的前壁与罐体的前侧内壁贴合，所述第一扰流板的后壁与罐体的后侧内壁之间形成过气通道，气体由第一扰流板与罐体之间的过气通道向上流动；和第二扰流板，安装在所述罐体内并位于所述第一扰流板的上方，第二扰流板的后壁与罐体的后侧内壁贴合，第二扰流板的前壁与罐体的前侧内壁之间形成过气通道，气体由第二扰流板与罐体之间的过气通道向上流动。

如上述的便携式多组分气体稀释装置，进一步优选为：还包括第一调压阀，设置在所述稀释管路上，并位于所述第一两位三通电磁阀的前方，用于调压；第二调压阀，设置在所述第一待稀释管路上，并位于所述第二两位三通电磁阀的前方，用于调压；第三调压阀，设置在所述第二待稀释管路上，并位于所述第三两位三通电磁阀的前方，用于调压。

如上述的便携式多组分气体稀释装置，进一步优选为：还包括第一流量计前恒压装置，设置在所述稀释管路上，并位于所述第一质量流量计的前方；第二流量计前恒压装置，设置在所述第一待稀释管路上，并位于所述第二质量流量计的前方；第三流量计前恒压装置，设置在所述第二待稀释管路上，并位于所述第三质量流量计的前方。

分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：本发明具有集成度高，结构紧凑，体积小和携带方便的优点。本发明采用的深冷加热控温恒温盒具有高精度恒温控制功能，避免电气路温漂对配气精度的影响；智能化程度高，采用工控平板作为主控器，稳定度高；可实现多组分同时发生标准浓度，解决多组分交叉干扰的研究难题；自带高压抽气泵作为采用泵，可以自产生洁净空气作为稀释气背景气和全流程的防腐蚀吹扫，现场适应性强。多质量流量计配合也可实现单一组分宽稀释比的配气。

附图说明

图1为本发明优选实施例的便携式多组分气体稀释装置的框架示意图；

图2为本发明优选实施例的强扰流汇流罐的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为本发明的优选实施例的外壳的框架示意图；

图中：1-稀释气体；2-第一待稀释气体；3-第二待稀释气体；41-第一调压阀；42-第二调压阀；43-第三调压阀；51-第一两位三通电磁阀；52-第二两位三通电磁阀；53-第三两位三通电磁阀；6-汇流三通阀；7-分流三通阀；81-第一质量流量计；82-第二质量流量计；83-第三质量流量计；91-第一流量计前恒压装置；91-第二流量计前恒压装置；93-第三流量计前恒压装置；10-强扰流汇流罐；101-进气管；102-出气管；103-第一扰流板；104-第二扰流板；11-出气恒压装置；12-空气干燥装置；13-过滤器；14-高压抽气泵；15-深冷加热控温恒温盒；16-标准气出口；17-外壳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1、图2和图3所示，本发明优选实施例的便携式多组分气体稀释装置主要包括稀释管路(未图示)，用于输送稀释气体1；第一待稀释管路(未图示)，用于输送第一待稀释气体2；第二待稀释管路(未图示)，用于输送第二待稀释气体3；在第一待稀释管路上设有第二两位三通电磁阀52，第二两位三通电磁阀52的第一连接口和第二连接口均连接在第一待稀释管路上；在第二待稀释管路上设有第三两位三通电磁阀53，第三两位三通电磁阀53的第一连接口和第二连接口均连接在第二待稀释管路上；在稀释管路上设有分流三通阀7，分流三通阀7的第一连接口和第二连接口均连接在稀释管路上，分流三通阀7的第三连接口通过第一支路连接到第三两位三通电磁阀53的第三连接口上；在第一支路上设有汇流三通阀6，汇流三通阀6的第一连接口和第二连接口均连接在第一支路上，汇流三通阀6的第三连接口通过第二支路连接到第二两位三通电磁阀52的第三连接口上；在稀释管路上设有第一质量流量计81，在第一待稀释管路上设有第二质量流量计82，在第二待稀释管路上设有第三质量流量计83；稀释管路、第一待稀释管路和第二待稀释管路的尾端汇流在出口管路上通过标准气出口16输出。

总而言之，本发明提供的便携式多组分气体稀释装置通过设置多路待稀释管路和稀释气体，如第一待稀释气体2为二氧化硫，第二待稀释气体3为一氧化氮，第三待稀释气体为其他，稀释气体1为高纯氮或者启动采样泵抽入空气；这样可以同时配置多种目标浓度气体；并可以同时配置多组分气体，解决了烟气检测领域气体交叉干扰的研究难题；再者本发明设置的汇流三通阀6和分流三通阀7结合稀释气体1为空气时，可以通过空气对第一质量流量计81、第二质量流量计82和第三质量流量计83进行吹扫和校准；又能对第一待稀释管路和第二待稀释管路进行清理。

为了能够使质量流量计处于适宜温度范围，如图1所示，本发明还包括深冷加热控温恒温盒15，对第一质量流量计81、第二质量流量计82和第三质量流量计83及控制电路部分进行恒温控制。在本发明中，第一质量流量计81、第二质量流量计82和第三质量流量计83位于同一竖直位置，即第一质量流量计81、第二质量流量计82和第三质量流量计83呈并列排列且位于不同高度的同一竖直位置。本发明采用深度制冷加热控温技术，对质量流量计及控制电路部分采用窄幅恒温控制，温度控制精度可达0.1摄氏度，减少因不同区域温差对电路造成的温度漂移影响，使得质量流量计工作时条件于校准时条件一致，解决了温度漂移对配气精度的影响。

本发明采用数字通讯方式对第一质量流量计81、第二质量流量计82和第三质量流量计83进行流量设定和闭环反馈流量监测；具有控制精度更高、稳定性更高，响应更快速的特点，数字通信方式在现场抗干扰型更强，可实现在工业现场复杂电磁干扰条件下长时间稳定配气；在本发明中，选用研华工控平板进行数字通讯。

本发明在稀释过程中，有时可以采用洁净空气作为稀释气体，或者利用洁净空气对本发明的全气路进行吹扫功能，基于此，如图1所示，本发明还包括空气管路(未图示)，空气干燥装置12，安装在空气管路的首端；过滤器13，安装在空气管路上并位于空气干燥装置12的后方；高压抽气泵14，安装在空气管路上并位于过滤器13的后方；和第一两位三通电磁阀51，安装在稀释管路上，第一两位三通电磁阀51的第一连接口和第二连接口均连接在稀释管路上，空气管路的尾端连接到第一两位三通电磁阀51的第三连接口上。优选为第一两位三通电磁阀51位于分流三通阀7的前方。本发明配置高压力抽气泵14，可利用洁净空气作为背景气进行配气稀释或全气路吹扫功能，①由于稀释气体主要以高纯氮为背景气，消耗量巨大，在不考虑氧气条件下可使用空气作为背景气来稀释目标浓度气；②配气时往往是使用高浓度标准气体如SO₂、NO等，都具有一定的腐蚀型，本发明将第一两位三通电磁阀51设置在分流三通阀7的前方，在本发明使用结束后的可以进行全流程洁净空气吹扫功能，避免残留气体对质量流量计及各个管路造成腐蚀损伤。

在本发明中，还包括标准流量发生装置(未图示)，分别与第一质量流量计81、第二质量流量计82和第三质量流量计83相连，用于实现第一质量流量计81、第二质量流量计82和第三质量流量计83的校准。即实现质量流量控制器软件校准功能，在硬件直接校准不方便时，可使用标准流量发生装置与软件结合进行校准。

为了能够实现不同流量下快速均匀混气，确保发生的标准气浓度均匀，如图1所示，本发明还包括混气装置，安装在出口管路上，用于将气体混合均匀。如图1所示，本发明的混气装置为强扰流汇流罐10。如图2和图3所示，优选为，强扰流汇流罐10包括罐体，用于提供容纳空间；进气管101，位于罐体前侧的侧壁下部位置；出气管102，位于罐体后侧的侧壁上部位置；第一扰流板103，安装在罐体内，第一扰流板103的前壁与罐体的前侧内壁贴合，第一扰流板103的后壁与罐体的后侧内壁之间形成过气通道，气体由第一扰流板103与罐体之间的过气通道向上流动；和第二扰流板104，安装在罐体内并位于第一扰流板103的上方，第二扰流板104的后壁与罐体的后侧内壁贴合，第二扰流板104的前壁与罐体的前侧内壁之间形成过气通道，气体由第二扰流板104与罐体之间的过气通道向上流动。在本发明中，进气管101位于最下方，往上依次为第一扰流板103、第二扰流板104和出气口102。为了能够进一步起到均匀的效果，本发明的进气管101所在的直线与罐体的中心线之间形成夹角，优选夹角的角度为45°；同理本发明的出气管102所在的直线与罐体的中心线之间形成夹角，优选夹角的角度为45°。本发明的混气装置内部采用强扰流结构设计，可实现不同流量下快速均匀混气，确保发生的标准气浓度均匀。

为了便于对稀释气体1的压力控制，如图1所示，本发明还包括第一调压阀41，设置在稀释管路上，并位于第一两位三通电磁阀51的前方，用于调压。同理，本发明还包括第二调压阀42，设置在第一待稀释管路上，并位于第二两位三通电磁阀52的前方，用于调压。本发明还包括第三调压阀43，设置在第二待稀释管路上，并位于第三两位三通电磁阀53的前方，用于调压。

在稀释气体1进入第一质量流量计81之前，需要对稀释气体1进行恒压，基于此，如图1所示，本发明还包括第一流量计前恒压装置91，设置在稀释管路上，并位于第一质量流量计81的前方。具体设置中，第一流量计前恒压装置91位于分流三通阀7的后方。同理，本发明还包括第二流量计前恒压装置92，设置在第一待稀释管路上，并位于第二质量流量计82的前方。本发明还包括第三流量计前恒压装置93，设置在第二待稀释管路上，并位于第三质量流量计83的前方。

为了能够确保稀释后的气体处于稳压状态，如图1所示，本发明还包括出气恒压装置11，设置在出口管路上，并位于混气装置的后方。

本发明设置的汇流三通阀6和分流三通阀7可以实现通入标气的两路质量流量计组态使用，确保稀释气的配气精度。

在实际运用中，本发明的质量流量计采用七星华创CS100系列数字式质量流量计，量程分别为A为2L/min、B为500ml/min、C为2L/min，根据稀释比于流量限制、此次稀释运算中只涉及到2L/min高纯氮一路和500ml/min一路的二氧化硫参与稀释；本发明使用的高浓度标准气体为6000mg/M³二氧化硫，背景气为高纯氮(99.999％)；配置流量为1L/min、浓度为200mg/M³、100mg/M³、50mg/M³、25mg/M³；恒温控制在25℃±0.1℃；使用江苏计量院校准合格后仪表作为基准点。

如图4所示，本发明还包括外壳17，用于容纳调压阀、两位三通电磁阀、汇流三通阀、分流三通阀、质量流量计、流量计前恒压装置、强扰流汇流罐、出气恒压装置、空气干燥装置、过滤器、高压抽气泵、深冷加热控温恒温盒；本发明在外壳17的顶端设有手提把手(未图示)。本发明通过外壳17将其他部件容纳其内，使本发明具有结构紧凑，体积小和携带方便的特点。

分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：本发明具有集成度高，结构紧凑，体积小和携带方便的优点。本发明采用的深冷加热控温恒温盒15具有高精度恒温控制功能，避免电气路温漂对配气精度的影响；智能化程度高，采用工控平板作为主控器，稳定度高；可实现多组分同时发生标准浓度，解决多组分交叉干扰的研究难题；自带高压抽气泵14作为采用泵，可以自产生洁净空气作为稀释气背景气和全流程的防腐蚀吹扫，现场适应性强。多质量流量计配合也可实现单一组分宽稀释比的配气。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。