常温下处于液态的气体标准物质发生系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气体标准物质的制备领域，具体为一种常温下处于液态的气体标准物质发生系统。
【背景技术】
[0002]在气体标准物质的制备领域，气体标准物质的制备主要分为静态法(称量法，分压法，容量比混合法，静态容量法)和动态法(渗透法，扩散法，流量比混合法等)，在静态法中称量法和分压法制备的标准气体主要储存于高压或者是加压钢瓶中，由于容器和包装气体之间会发生物理吸附或者是化学等器壁反应，因而要稳定地存在对于有些活波性气体或腐蚀性气体难以实现，且制备的含量范围也收到限制。而动态法中的渗透法和扩散法正好能弥补这一不足，其可以用已知纯度的物质直接配置标准气体，也可以将已知含量的高压包装的标准气体进行稀释，配置的气体含量范围可以按照需要的范围进行任意选择配置。
[0003]现有标准气体的配置主要采用静态法，动态法也有部分使用，但是根据其各自原理的不同各有优缺点，其中流量比混合法根据ISO 6145-7:2001中能够配置出ppm的标准气体，但是其占据的空间较大，操作较复杂；渗透法和扩散法根据ISO 6145-10，8-2002中可以配置出10 9~10 6浓度的气体，但是渗透法具有一定的使用期限。
[0004]对于扩散管法配置气体标准物质，现在研究的学者也较多，但是此处还存在一个问题，就是一般的扩散管动态配气装置中的混合装置使用三通，通过其混合的气体具有间歇性稳定性，气体不能充分混合均匀，有必要进行改进。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是为解决现有技术中气体混合不均匀，提供一种新型的气体标准物质发生系统。
[0006]本实用新型是采用如下技术方案实现的:
[0007]—种常温下处于液态的气体标准物质发生系统，包括稀释气管路和背景气管路，所述稀释气管路和背景气管路均分别依次连接有压力表、第一稳流装置、干燥装置、第二稳流装置以及流量计，所述背景气管路的出口连接气体发生装置的进口，所述气体发生装置内设有控温炉，所述控温炉内放有扩散管，所述气体发生装置的出口通过管路与混合装置的配制气体进气口连接；所述稀释气管路的出口与混合装置的稀释气体进气口连接。
[0008]所述混合装置包括箱体，所述箱体内通过小孔湍流挡板分成混合前腔和混合后腔，所述混合前腔上设置有配制气体进气口和稀释气体进气口，所述配制气体进气口和稀释气体进气口位于同一平面、且呈垂直分布；所述混合后腔上设置有混合气体出口。
[0009]所述混合装置的混合气体出口通过一分支管路连接标准气体使用系统、通过安装有阀门的另一分支管路连接尾气处理装置。
[0010]常温下为液态的组分气置于扩散管中。压力表一端与气源管路连接，气源管路与压缩空气源相通，压力表另一端通过连接管路与流量控制装置(第一稳流装置、干燥装置、第二稳流装置以及流量计)，一路背景气气流通过连接管路输送气体至气体发生装置中，从气体发生装置中以一定流量带出扩散管中所蒸发出来的组分气体至混合装置中，另一路以需要的稀释气流量进入混合装置中，经过混合装置后混合气体一路作为标准气体使用、另一路经过尾气处理装置进行无害化处理。
[0011]本发生系统将欲配置气体组分储存于合适的扩散管中，在稳定的温度下，其气体蒸气沿着均匀的毛细管扩散，背景气以已知流量通过毛细管的另一端与组分气混合制成标准混合气体。通过改变另一路稀释气流量可以获得不同浓度含量的标准气体。
[0012]使用时，首先关闭通往尾气处理装置的阀门，使得配制好的标准气体进入标准气体使用装置。接通电源，使得控温炉的温度达到所需温度，装入盛有欲配置组分的扩散管，打开气源，通入背景气和稀释气。调节稀释气流量至所需流量，即可得到欲配置含量的标准气体。使用完毕后，关闭标准气体使用装置，打开通往尾气处理装置的阀门，进行尾气处理后排入大气中。其中，采用温度控制精度达到0.1°C的控温炉控制发生装置的温度，可以保证发生出来的气体稳定性；误差为1%的流量计保证配气过程中流量的精确控制；设计的垂直进气口，小孔湍流挡板式混合装置能保证气体混合的均匀性。此装置的应用可以实现在线式配置标准气体，现配现用。
[0013]进一步地，为了使得配制气和稀释气混合的更加均匀，所述混合装置中混合前腔的体积大于混合后腔的体积。位于小孔湍流挡板上的同心圆上开设有湍流孔，位于同一圆上的湍流孔的孔径相等，随同心圆的半径增大而湍流孔的孔径增大。混合装置中采用两个垂直进气口和小孔挡板式湍流混合。把从发生装置中得到的配制气体和稀释气以垂直的方式进入混合装置，再在其混合后通过小孔湍流混合挡板能够保证得到均匀的所需浓度的混合气体，能够很好的解决所配置标准气体的混合均匀性问题。
[0014]本实用新型设计合理，易于操作，能保证配气过程中温度，流量等参数的精确控制，提高了试验稳定度，节约了空间。同时通过大量的试验数据，确定所研究的气体标准物质发生系统能准确的制备出所需浓度的标准气体。
【附图说明】
[0015]图1表示本实用新型的结构示意图。
[0016]图2表示混合装置的结构示意图。
[0017]图3表不小孔瑞流挡板的结构不意图。
[0018]图中，1-压力表，2-第一稳流装置，3-干燥装置，4-第二稳流装置，5-流量计，
6-气体发生装置，7-扩散管，8-混装装置，9-标准气体使用系统，10-尾气处理装置，11-配制气体进气口，12-稀释气体进气口，13-小孔湍流挡板，14-混合气体出口，15-箱体，16-混合前腔，17-混合后腔，18-湍流孔，19-阀门。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。
[0020]一种常温下处于液态的气体标准物质发生系统，包括气体发生装置，流量控制装置，混合装置和尾气处理装置。
[0021]如图1所示，包括稀释气管路和背景气管路，所述稀释气管路和背景气管路均分别依次连接有压力表1、第一稳流装置2、干燥装置3、第二稳流装置4以及流量计5。
[0022]如图1所示，所述背景气管路的出口连接气体发生装置6的进口，所述气体发生装置6内设有控温炉，所述控温炉内放有扩散管7。扩散管7放有常温下为液态的组分气体，当温度升高时，组分气变为气态由扩散管的毛细管中散出，采用温度控制精度达到0.1°C的控温炉控制发生装置的温度，可以保证发生出来的气体稳定性。
[0023]如图1所示，所述气体发生装置6的出口通过管路与混合装置8的配制气体进气口 11连接。
[0024]如图1所示，所述稀释气管路的出口与混合装置8的稀释气体进气口 12连接。
[0025]如图1所示，所述混合装置8的混合气体出口 14通过一分支管路连接标准气体使用系统9、通过安装有阀门19的另一分支管路连接尾气处理装置10。
[0026]如图2所示，所述混合装置8包括箱体15，所述箱体15内通过小孔湍流挡板13分成混合前腔16和混合后腔17，其中，混合前腔16的体积大于混合后腔17的体积。所述混合前腔16上设置有配制气体进气口 11和稀释气体进气口 12，所述配制气体进气口 11和稀释气体进气口 12位于同一平面、且呈垂直分布；所述混合后腔17上设置有混合气体出口14。如图3所示，位于小孔湍流挡板13上的同心圆上开设有湍流孔18，位于同一圆上的湍流孔18的孔径相等，随同心圆的半径增大而湍流孔18的孔径增大。设计的混合装置中采用两个垂直进气口和小孔挡板式湍流混合。把从发生装置中得到的配制气体和稀释气以垂直的方式进入混合装置，再在其混合后通过小孔湍流混合挡板能够保证得到均匀的所需浓度的混合气体，能够很好的解决所配置标准气体的混合均匀性问题。
[0027]通过对气体标准物质发生系统的研究，建立了在常温下处于液态的气体标准物质发生系统，该装置可实现常温下处于液态气体标准物质的在线式配置。
[0028]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本实用新型的权利要求保护范围中。
【主权项】
1.一种常温下处于液态的气体标准物质发生系统，其特征在于:包括稀释气管路和背景气管路，所述稀释气管路和背景气管路均分别依次连接有压力表(I)、第一稳流装置(2)、干燥装置(3)、第二稳流装置(4)以及流量计(5)，所述背景气管路的出口连接气体发生装置(6 )的进口，所述气体发生装置(6 )内设有控温炉，所述控温炉内放有扩散管(7 )，所述气体发生装置(6)的出口通过管路与混合装置(8)的配制气体进气口(11)连接；所述稀释气管路的出口与混合装置(8)的稀释气体进气口(12)连接； 所述混合装置(8)包括箱体(15)，所述箱体(15)内通过小孔湍流挡板(13)分成混合前腔(16)和混合后腔(17)，所述混合前腔(16)上设置有配制气体进气口( 11)和稀释气体进气口( 12)，所述配制气体进气口( 11)和稀释气体进气口( 12)位于同一平面、且呈垂直分布；所述混合后腔(17)上设置有混合气体出口( 14); 所述混合装置(8)的混合气体出口(14)通过一分支管路连接标准气体使用系统(9)、通过安装有阀门(19 )的另一分支管路连接尾气处理装置(10 )。2.根据权利要求1所述的常温下处于液态的气体标准物质发生系统，其特征在于:所述混合装置(8)中混合前腔(16)的体积大于混合后腔(17)的体积。3.根据权利要求1或2所述的常温下处于液态的气体标准物质发生系统，其特征在于:位于小孔湍流挡板(13)上的同心圆上开设有湍流孔(18)，位于同一圆上的湍流孔(18)的孔径相等，随同心圆的半径增大而湍流孔(18)的孔径增大。
【专利摘要】本实用新型涉及气体标准物质的制备领域，具体为一种常温下处于液态的气体标准物质发生系统，包括稀释气管路和背景气管路，所述稀释气管路和背景气管路均分别依次连接有压力表（1）、第一稳流装置（2）、干燥装置（3）、第二稳流装置（4）以及流量计（5），所述背景气管路的出口连接气体发生装置（6）的进口，所述气体发生装置（6）内设有控温炉，所述控温炉内放有扩散管（7），所述气体发生装置（6）的出口通过管路与混合装置的配制气体进气口（11）连接；所述稀释气管路的出口与混合装置的稀释气体进气口（12）连接。本实用新型设计合理，易于操作，能保证配气过程中温度，流量等参数的精确控制，提高了试验稳定度，节约了空间。
【IPC分类】B01F15/04, B01F3/02
【公开号】CN204911266
【申请号】CN201520502559
【发明人】王娜, 高建建, 王晶, 温维丽, 张红, 胡卫红, 徐玲, 秦牡丹, 张重杰, 赵卯青
【申请人】山西新华化工有限责任公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年7月14日