一种化学分析标准物质存储装置的制作方法

本实用新型涉及一种物质存储装置，尤其是一种用于化学分析的标准物质存储装置，属于物品储存技术领域。

背景技术：

根据中国合格评定国家认可委员会公布的信息，截止2014.6月底，CNAS累计认可各类认证机构136家，这些机构颁发的各类认证证书数量超过80万份，累计认可实验室6113家，其中检测实验室5154家、校准实验室725家。这些实验室大都包含化学分析领域,根据CNAS的要求，要求储存有各类开展试验必须的标准物质其中包括化学分析标准物质。标准物质存储方式一般应密闭、避光保存，也有特殊储存要求（如低温、避光等），一般建议不要一次购买太大量的标准物质（除非有特殊需要），以免储存不当出现影响分析结果的现象（发生氧化，电化学腐蚀，吸湿或重量变化等）。实验室的标准物质的存储条件直接影响标准物质的使用寿命和消耗，间接影响着检测结果的准确度和精密度。

目前在化学分析领域除要求低温、避光等的标准溶液基准试剂外，大部分固体(块状、屑状)标准物质由生产厂家提供的简易玻璃瓶、塑料瓶、木盒或包装盒内存放，然后实验室只是存储在一般存储柜中，短期内使用并无问题，但此类标准物质证书有效期大都为10年以上，长期存储中，标准物质会被存储环境逐渐侵蚀，一旦性状发生改变影响到分析结果就只能做废。尤其是长时间暴露在空气环境中,本体会发生性状改变(发生氧化，电化学腐蚀，吸湿或重量变化等)且影响到分析结果的化学分析标准物质。例如，直读光谱分析标准物质（块状）特别是铁合金、镁合金、铜合金等金属合金在储存一定时间放置后，测试面发生氧化无法使用，只能重新制样；非经常使用的样块，氧化过程会逐渐加剧，加大损耗，ICP-OES化学分析用屑状标准物质发生氧化，吸湿，电化学腐蚀等现象后重量发生变化，对分析称重精准到0.1mg的检测要求来说，足以影响分析的准确度。

化学分析领域固体标准物质，其每批次生产数量有限，且元素含量参数不可重复，长期使用后一旦消耗完毕或因故作废，想购置同元素含量参数的标准物质是不可能的。如果能根据实际情况，有效的改善标准物质的存储条件，就能大大延长标准物质的使用寿命和减少存储中可能导致的非正常消耗，有利于保证实验室正常检测质量，检测精度的稳定可控，并降低标准物质购置费用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种结构合理、使用方便、能够有效减少化学分析领域固体标准物质长期存储中引起的损失的化学分析标准物质存储装置。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种化学分析标准物质存储装置，由标准存储单元构成，所述标准存储单元包括充满保护介质的密封储存机构及与其配套设置的底部基座，所述底部基座上设有与密封储存机构底部的进气口相配套的充气接口，所述密封储存机构的顶部具有至少一个排气口；所述密封储存机构外接气源，通过气路将惰性气体经调节阀控制后通过底部基座上的充气接口经密封储存机构底部的进气口进入，并通过排气口排出，实现密封储存机构内部的密封状态。

本实用新型进一步限定的技术方案是：所述密封储存机构包括上部的盖体及其下方的瓶体，所述盖体的顶部中央设有用于排气的第一单向阀，所述盖体的内部具有超压保护装置，所述瓶体套接于盖体内，其底部设有用于进气的第二单向阀，所述第二单向阀与底部基座上的充气接口配套连接，瓶体内底面上方固定有物品放置平台。

所述超压保护装置由弹簧、安全气孔及弹性密封构件组成，所述弹簧固定于盖体内壁顶部，其下端安装有弹性密封构件，所述安全气孔至少为一个，设置于盖体侧壁上。所述弹性密封构件包括沿盖体内壁放置的弹性金属片，所述弹性金属片的外周包裹有柔性密封圈，所述柔性密封圈与瓶身瓶口处断面口径一致或小于0.5mm，瓶身与盖瓶外直径一致或瓶身瓶口处断面口径小于瓶身外直径。

所述瓶体包括一体的瓶身和由瓶身向上延伸的瓶颈，所述瓶颈的外径与盖体的内径相吻合，且二者之间需满足瓶盖与瓶身连接，稳定紧固和开合方便的要求，可以采用螺纹连接或卡扣式连接；瓶颈与盖体之间可以采用内外螺纹连接或在瓶身上经计算设置多个卡口位置，瓶盖上设置卡销，实现卡口式紧固连接。所述瓶身的外径与盖体的外径相吻合，所述瓶身与瓶颈的交界处沿周向设有橡胶垫圈。瓶身内外径可根据具体存放的标准物质大小调整，可以有不同规格，但必须确保瓶身一定的壁厚有足够的使用强度，不同材料的瓶身壁厚的大小不同。

所述物品放置平台置于第二单向阀的上部，由固定于瓶体内底面的支座及支座上方的置物台构成，所述支座高度可调，采用刚性材料制作，对称固定于置物台两侧底部，所述置物台与瓶体内底面之间距离不少于5mm，为柔性材料制成的与置物接触的碗装结构，该柔性材料可以采用橡胶或海绵，所述支座与瓶身内壁之间具有至少2mm的固定间隙,所述瓶身内壁上设置有长度不大于瓶身高度的波形弹片，该波形弹片可以采用不锈钢、PP或PE制成，沿瓶身呈三角位置放置或采用橡胶圈呈波浪形固定于置物瓶身上。

进一步的，所述底部基座包括具有气体流道的底座，所述底座的上端向下凹陷，构成与瓶体外径相吻合的安装座，所述安装座的中心具有充气接口，所述充气接口与气体流道通过充气接口下方的气路开关连接，所述气体流道沿底座的径向设置。

所述充气接口贯穿并固定于瓶身底部，其高度低于瓶身底部壁厚，大于5mm小于2mm，并兼具定位孔作用，与底部基座上的凸台装置连接后接通气路；该凸台装置由气嘴及两端均为针状的针嘴相结合构成，当气路接通后，针嘴可卸下。

所述底部基座为单个单元或多个单元一体，采用拼接式功能设定，不使用的单元可将针嘴卸下，各底座基部上设置有至少一个气管接头与实验室气源连接。

进一步的，所述化学分析标准物质密封存储装置按照标准存储单元内化学分析标准物质存储数量，可分为单标准物质标准存储单元和多个单标准物质标准存储单元相互串联后组成多标准物质标准存储单元；

所述单标准物质标准储存单元的密封方式采用机械式密封，包括卡扣式与螺旋式；多标准物质标准储存单元的密封方式采用机械式密封，包括门式与抽屉式。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种化学分析标准物质存储装置，针对化学分析标准物质存储方面的一种全新方案，根据长时间存放标准物质出现的各种问题，有效减少化学分析领域固体标准物质长期存储中引起的损失：如环境因素对标准物质的侵蚀，主要为氧化腐蚀、电化学腐蚀和重量变化，等结合实验室的条件，给出的可行方案，成本低，易于使用，安全可靠。

本实用新型结构简单，使用方便，降低生产成本，提高工作效率。本实用新型布局合理且制作成本低，适于批量生产，能够满足需要开展此项工作的市场需求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明叠加串联后的底部基座连接结构示意图。

图3为本发明的气路连接图。

附图说明：1-第一单向阀，2-盖体结构，3-弹簧，4-弹性密封构件-，5-安全气孔，6-螺纹位置，7-橡胶垫圈，8-物品放置平台，9-瓶体结构，10-充气接口，11-气路开关，12-底部基座结构、13-惰性气体流向。

具体实施方式

本实施例提供了一种化学分析标准物质存储装置，用于在化学分析实验室中对铁合金、锌合金、铜合金、铝合金、镁合金、中间合金、高纯金属等块状样块和屑状样块进行存储，其结构如图1、2所示，由标准存储单元构成，该标准存储单元包括充满保护介质的密封储存机构及与其配套设置的底部基座。

其中，密封储存机构包括上部的盖体结构及其下方的瓶体结构：盖体的顶部中央设有用于排气的第一单向阀，瓶体套接于盖体内，其底部设有用于进气的第二单向阀，第二单向阀与底部基座上的充气接口配套连接，瓶体内底面上方固定有物品放置平台。

同时，在盖体的内部还安装有超压保护装置，由弹簧、安全气孔及弹性密封构件组成。弹簧固定于盖体内壁顶部，其下端安装有弹性密封构件，安全气孔至少为一个，设置于盖体侧壁上。该弹性密封构件包括沿盖体内壁放置的弹性金属片，在弹性金属片的外周包裹有柔性密封圈，柔性密封圈采用橡胶或硅胶材料制成，柔性密封圈与瓶身瓶口处断面口径一致或小于0.5mm，瓶身与盖瓶外直径一致或瓶身瓶口处断面口径小于瓶身外直径。

瓶体则包括一体的瓶身和由瓶身向上延伸的瓶颈，瓶颈的外径与盖体的内径相吻合，且二者之间需满足瓶盖与瓶身连接，稳定紧固和开合方便的要求，可以采用螺纹连接或卡扣式连接；瓶颈与盖体之间可以采用内外螺纹连接或在瓶身上经计算设置多个卡口位置，瓶盖上设置卡销，实现卡口式紧固连接。

瓶身的外径与盖体的外径相吻合，且瓶身与瓶颈的交界处沿周向设有橡胶垫圈。瓶身内外径可根据具体存放的标准物质大小调整，可以有不同规格，但必须确保瓶身一定的壁厚有足够的使用强度，不同材料的瓶身壁厚的大小不同。

而物品放置平台置于第二单向阀的上部，由固定于瓶体内底面的支座及支座上方的置物台构成。该支座采用刚性材料制作，其高度可调，对称固定于置物台两侧底部。物品放置平台与瓶体内底面之间距离不少于5mm，为柔性材料制成的与置物接触的碗装结构，该柔性材料可以采用橡胶或海绵。同时，支座与瓶身内壁之间具有至少2mm的固定间隙。在瓶身内壁上设置有长度不大于瓶身高度的波形弹片，该波形弹片可以采用不锈钢、PP或PE制成，沿瓶身呈三角位置放置或采用橡胶圈呈波浪形固定于置物瓶身上。

底部基座则包括具有气体流道的底座，该底座的上端向下凹陷，构成与瓶体外径相吻合的安装座，而在安装座的中心设置有充气接口，通过充气接口与气体流道与充气接口下方的气路开关连接，该气体流道沿底座的径向设置。

且，充气接口贯穿并固定于瓶身底部，其高度低于瓶身底部壁厚，大于5mm小于2mm，并兼具定位孔作用，与底部基座上的凸台装置连接后接通气路；该凸台装置由气嘴及两端均为针状的针嘴相结合构成，当气路接通后，针嘴可卸下。

本实施例使用时，标准存储单元通过安装于盖体结构上的第一单向阀和底部基座上的第二单向阀，隔绝外界环境与标准存储单元内部环境。通过盖体上的弹簧和安全气孔起到超压保护作用。

其存储工作流程为，将化学分析标准物质放入标准存储单元，旋紧盖体，对接到底部基座，惰性气体气源将经仪表调节阀控制的气体通过底部基座再经充气接口和标准存储单元底部的第二单向阀进入标准存储单元内部在经由上部盖体的第一单向阀排出气体，排气10~15秒后，可将空气排净，关闭气路开关，取下标准存储单元放置制定存放点或不取下直接放置于基座上储存。本实施例中采用的惰性气体密度大于空气密度。

使用化学分析标准物质时，直接取出标准存储单元直接打开上盖体取出内部的化学分析标准物质使用就行。

本实施例采取密封压为近大气压或略高大气压（例如[0.1 , 0.14]MPa），温度为常温的方式存储。

密封方式采用机械密封方式，利用弹簧压力提供密封的压紧力，通过盖体的旋紧距离控制，一般为固定距离，客户不能自由调整。并通过调整弹簧的刚度系数和压缩变形增量来控制密封存储的压力在要求范围，例如[0.1 , 0.14]MPa。若出现特殊情况，由各种原因造成的密封压力超过允许压力时，弹性密封件上的弹簧会被压缩，此时解除密封状态，保护介质即惰性气体会通过安全气孔排出。

本实施例中的化学分析标准物质密封存储装置按照标准存储单元内化学分析标准物质存储数量，可分为单标准物质标准存储单元和多个单标准物质标准存储单元相互串联后组成多标准物质标准存储单元。同时，底部基座为单个单元或多个单元一体，采用拼接式功能设定，不使用的单元可将针嘴卸下，各底座基部上设置有至少一个气管接头与实验室气源连接。

本实施例充分采用实验室的现有资源，可利用大多分析实验室都配有的惰性气体（氩气或氮气）为保护介质，无需另行配置。实验室只要配有发射光谱分析仪器设备(例如直读光谱仪和ICP-OES)及碳硫分析仪, 此类设备目前普及率很高,就会有惰性气体（氩气或氮气）作为辅助气体(一般以压缩气体形式储存),所以选用惰性气体（氩气或氮气）为保护介质的方法。采用这种方法有两个主要因素：其一，惰性气体相对安全，化学性质稳定；其二，不会对实验室造成额外负担且方便。对采用液态惰性气体为气源的实验室，也可以将惰性气源多余蒸发的气体有效利用，减少由于气体压力超过安全压力后，自动排空产生的浪费。

标准存储单元通过上盖体2上的单向阀1和标准存储单元底部单向阀1的设置，实现隔绝外界环境与标准存储单元内部环境，同时基于该设计除可以实现实验室存储方式改善外，还可改善购买运输过程中的存储条件，避免污染。

化学分析标准物质密封存储装置设计成可叠加的若干标准存储单元集合体，具有扩展特性，如图2所示。

化学分析标准物质密封存储装置按照标准存储单元内化学分析标准物质存储数量，可分为单标准物质标准存储单元和多标准物质标准存储单元。

化学分析标准物质密封储存装置的标准存储单元采用独立气路控制，在进气口与排气口设置单向阀确 保护介质的有效使用，对应的底部基座设置有气路开关，使各标准储单元可进行独立充气操作互不干扰。

采用微压密封，密封压力通过弹性密封构件中的弹簧劲度系数及压缩变形增量的调整实现可控可调节。依据公式:p= k·x/s 公式中p为与外界环境压强相比的增量，k为弹簧刚度系数，x为弹簧压缩变形增量，s为标准存储单元的有效密封截面面积。

气路安全可靠，通过气源充气压力控制与标准储存单元处的超压保护来实现安全操作。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。