专利名称：精确控制浓度的挥发气体扩散检测设备的制作方法
技术领域：
本发明提供一种精确控制浓度的挥发气体扩散检测设备。
背景技术：
随着科技和环保发展，人们对于小人工气候环境到大自然气候环境中空气污染的复杂化和广泛性认识和关注更多更细更加深入，在职业卫生、军事科学、环境保护、化学材料、呼吸医学等自然科学研究中需要模拟出精确浓度的挥发气体环境以研究在这种环境作用下对于人类以及自然界影响如何，其中一个重要的步骤是将一定量的挥发性液体按照要求升华气化成一个精确浓度的挥发气体并且与空气按照精确比例密封混匀后保持稳定和恒定不变气体在恒温恒压的条件下输送到一个密闭舱室内对实验仪器、实验动物或者实验材料进行扩散检测实验，通过这种实验得到有价值的科学数据、应对方法和正确结论。以往此类实验大都采用不规则容器或腔体放入一定量的挥发性液体用电加热升华，没有精确比·例、温度和压力也无法控制，而且由于没有连续进气、恒定浓度控制和恒压排气控制，实验时间短，重复性不好、精度低，造成实验的结果不严谨，这一个难题制约了相关领域研究的发展已经在学术界逐步引起重视，因此设计开发一种能够精确控制挥发性气体浓度进行扩散检测实验的设备，使之能够按照要求升华气化成一个精确浓度的挥发气体并且与空气按照精确比例密封混匀后保持稳定和恒定不变气体在恒温恒压的条件下输送到一个密闭舱室内对实验仪器、实验动物或者实验材料进行扩散检测实验成为当前紧迫的需要。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种精确控制浓度的挥发气体扩散检测设备，由计算机控制精确注液泵将挥发液通过开关控制阀和防腐蚀管路送达注液滴头到达液体挥发器内的导热珠上面，挥发加温套加温导热珠产生热量使得挥发液体升华并在混气流量阀控制的气流带动下输送到扩散器进入浓度舱，不易挥发多余的液体通过转换阀流进收集瓶或被移液泵送入到雾化喷嘴也雾化到浓度舱内，从纯净气体流量阀控制输入的压缩气体从扩散器另一端到浓度舱内，挥发气体浓度检测仪检测出浓度传输给计算机，计算机按照要求反馈控制各元件达到精确控制内部挥发气体的浓度的结果，通过这套设备能够实现按照要求升华气化形成精确浓度的挥发气体并且与空气按照精确比例混匀后保持稳定和恒定不变连续供气方式在恒温恒压的条件下输送到一个密闭舱室内对实验仪器、实验动物或者实验材料进行扩散检测实验，通过这种实验得到有价值的科学数据、应对方法和正确结论，本设备在职业卫生、军事科学、环境保护、化学材料、呼吸医学等自然科学研究中广泛应用。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种精确控制浓度的挥发气体扩散检测设备，其中包括由计算机控制的精确注液泵通过开关控制阀和防腐管路将挥发液密封瓶内的挥发液抽吸送入到液体挥发器内，液体挥发器是一个内部装有许多由导热材料制作的微小球珠状导热珠被密闭在一个垂直放置的长条状圆管内，圆管外围紧密包围着由计算机控制温度的挥发加温套，可以通过管壁给导热珠加温，导热珠之间存在的间隙可以通过气流，在导热珠上面有一个从精确注液泵通过开关控制阀和防腐蚀管路到达的细管路穿过圆管壁向下转弯并安装有一个注液滴头，圆管顶部圆锥形出口连接着混气管通向扩散器一端，混气管外围包着传输加温套保证挥发气体传输过程中不会被冷凝下来，圆管底部圆锥形出口连接着转换阀，下部圆管侧壁上有一个引出管连接到混气流量阀，挥发性液体从导热珠上面向下渗透，由于挥发加温套的加温，导热珠将热量传输使得挥发液体升华并在混气流量阀控制的气流混合带动下通过混气管输送到扩散器，扩散器是一个金属材料制作的圆盘型空心容器，空心容器其下表面含有很多小圆孔可以保证挥发气体由此向外扩散流通，空心容器上边有一个带内螺纹的圆孔，紧贴着空心容器上表面安装有中间也有圆孔的扩散加温套给扩散器加温，同时空心容器上边的扩散加温套上表面还可以对雾化喷嘴加温使得雾化效果更佳，扩散器另一边连接一个纯净气管连接到压缩气泵可以在计算机控制下调整输入到浓度舱的纯净空气流量用来稀释浓度过高的挥发气体以保证所需要的精确浓度范围，进入挥发气体浓度舱，不易挥发多余的液体流入下部通过转换阀流进收集瓶或者通过转换阀、收液管被移液泵和开关控制阀送入到雾化喷嘴，雾化喷嘴是一个金属材料制作的其内部结构是从雾化气流阀引进压缩空气沿着雾化气管到达雾化喷嘴出口时与移液管路引入的不易挥发多余的液体的管路在此处相交，当一个气体高速冲击下带动液体在·文丘里原理作用下形成二相流气雾向下喷出，由于雾化喷嘴前端有外螺纹正好安装在与扩散器空心容器上边有一个带内螺纹的圆孔内，同时空心容器上边的扩散加温套上表面还可以对雾化喷嘴本身加温使得雾化效果更佳，而且雾化的挥发气体自然混匀在扩散器内向下均匀流出扩散在挥发气体浓度舱内，浓度舱是一个有隔热材料制作的密闭的圆形舱室，其内部表面光滑整齐的圆形结构有利于挥发气体自然混合平衡，安装在上部的扩散器和喷嘴和安装在底部的输出恒压排气阀在进气达到一定量时恒定压力情况下释放排气，保证比重比较轻的挥发性气体扩散从上至下均匀恒定弥散流通，安放在正中间的挥发气体浓度检测仪可以最大准确性的检测并反映出在浓度舱整体内部平均挥发气体浓度值反馈到计算机进行数据处理，另有专门的从压缩气泵引出的压缩空气通过纯净气体流量阀控制输入到扩散器在扩散到浓度舱内，挥发气体浓度检测仪检测出浓度传输给计算机，计算机按照要求控制好各个阀门、移液泵、精确注液泵、气体流量阀以及加温套达到精确控制内部挥发气体的浓度的结果，整个控制过程可以通过计算机控制和存储。本发明的效果是提供了一种精确控制浓度的挥发气体扩散检测设备，设计开发出一种更科学、更自动化、更精确的计算机按照要求反馈控制各元件达到精确控制内部挥发气体的浓度的结果，通过这套设备能够实现按照要求升华气化形成精确浓度的挥发气体并且与空气按照精确比例混匀后保持稳定和恒定不变连续供气方式在恒温恒压的条件下输送到一个密闭舱室内对实验仪器、实验动物或者实验材料进行扩散检测实验，通过这种实验得到有价值的科学数据、应对方法和正确结论，本设备在职业卫生、军事科学、环境保护、化学材料、呼吸医学等自然科学研究中广泛应用。
图I为本发明设备的结构示意图
I、挥发液密封瓶2、精确注液泵3、防腐蚀管路 4、开关控制阀5、注液滴头6、液体挥发器 7、挥发加温套8、导热珠
9、转换阀10、收集瓶11、混气流量阀12、收液管
13、移液泵14、计算机15、打印机 16、挥发气体浓度检测仪
17、扩散器18、传输加温套 19、扩散加温套20、混气管
21、移液管路22、雾化喷嘴23、雾化气管24、纯净气管
25、雾化气流量阀 26、纯净气流量阀 27、压缩气泵28、浓度舱
29、输出恒压排气阀
具体实施例方式 结合附图及实施例对本发明的一种精确控制浓度的挥发气体扩散检测设备结构加以·说明。如图I所示，本发明的一种精确控制浓度的挥发气体扩散检测设备，包括由计算机14控制的精确注液泵2通过开关控制阀4和防腐蚀管路3将挥发液密封瓶I内的挥发液抽吸送入到液体挥发器6内，液体挥发器6是一个内部装有许多由导热材料制作的微小球珠状导热珠8被密闭在一个垂直放置的长条状圆管内，圆管外围紧密包围着由计算机控制温度的挥发加温套7，可以通过管壁给导热珠8加温，导热珠8之间存在的间隙可以通过气流，在导热珠8上面有一个从精确注液泵2通过开关控制阀4和防腐蚀管路3到达的细管路穿过圆管壁向下转弯并安装有一个注液滴头5，圆管顶部圆锥形出口连接着混气管20通向扩散器17 —端，混气管20外围包着传输加温套18保证挥发气体传输过程中不会被冷凝下来，圆管底部圆锥形出口连接着转换阀9，下部圆管侧壁上有一个引出管连接到混气流量阀11，挥发性液体从导热珠8上面向下渗透，由于挥发加温套7的加温，导热珠8将热量传输使得挥发液体升华并在混气流量阀11控制的气流混合带动下通过混气管20输送到扩散器17，扩散器17是一个金属材料制作的圆盘型空心容器，空心容器其下表面含有很多小圆孔可以保证挥发气体由此向外扩散流通，空心容器上边有一个带内螺纹的圆孔，紧贴着空心容器上表面安装有中间也有圆孔的扩散加温套19给扩散器加温，同时空心容器上边的扩散加温套19上表面还可以对雾化喷嘴22加温使得雾化效果更佳，扩散器另一边连接一个纯净气管24连接到压缩气泵27可以在计算机14控制下调整输入到浓度舱28的纯净空气流量用来稀释浓度过高的挥发气体以保证所需要的精确浓度范围，进入挥发气体浓度舱28，不易挥发多余的液体流入下部通过转换阀9流进收集瓶10或者通过转换阀9经收液管12被移液泵13和开关控制阀4送入到雾化喷嘴22，雾化喷嘴22是一个金属材料制作的其内部结构是从雾化气流量阀25引进压缩空气沿着雾化气管23到达雾化喷嘴22出口时与移液管路21引入的不易挥发多余的液体的管路在此处相交，当一个气体高速冲击下带动液体在文丘里原理作用下形成二相流气雾向下喷出，由于雾化喷嘴22前端有外螺纹正好安装在与扩散器17空心容器上边有一个带内螺纹的圆孔内，同时空心容器上边的扩散加温套19上表面还可以对雾化喷嘴22本身加温使得雾化效果更佳，而且雾化的挥发气体自然混匀在扩散器17内向下均匀流出扩散在挥发气体浓度舱28内，浓度舱28是一个由隔热材料制作的密闭的圆形舱室，其内部表面光滑整齐的圆形结构有利于挥发气体自然混合平衡，安装在上部的扩散器17和雾化喷嘴22和安装在底部的输出恒压排气阀29在进气达到一定量时恒定压力情况下释放排气，保证比重比较轻的挥发性气体扩散从上至下均匀恒定弥散流通，安放在正中间的挥发气体浓度检测仪16可以最大准确性的检测并反映出在浓度舱28整体内部平均挥发气体浓度值反馈到计算机14进行数据处理，另有专门的从压缩气泵27引出的压缩空气通过纯净气流量阀26控制输入到扩散器17再扩散到浓度舱28内，挥发气体浓度检测仪16检测出浓度传输给计算机14，计算机14按照要求控制好各个阀门、移液泵13、精确注液泵2、气体流量阀以及加温套达到精确控制内部挥发气体的浓度的结果，整个控制过程可以通过计算机14控制和存储。 实施例
使用本发明一种精确控制浓度的挥发气体扩散检测设备进行暴露实验时提前准备好要做实验的挥发性液体并查找相关的理化性能指标，例如生化温度、燃点温度、压力等等，确定好试验参数提前输入到计算机程序内，在浓度舱28内放入实验所需的动物、挥发气体浓度检测仪16或其他所需要的仪器设备并将仪器和设备调整好，将浓度舱28密闭，连接好各管路和元件提前打开计算机14、电路开关、各个加温套和压缩气泵27，当温度和气源达到要求后将实验所需要的挥发性液体放入挥发液密封瓶I内连接到精确注液泵2，按照计算机14程序挥发性液体通过防腐蚀管路3和开关控制阀4以及注液滴头5徐徐流入液体挥发器6内的导热珠8由上向下渗透，压缩气泵27提供的压缩空气通过计算机14控制流·量的混气流量阀11从液体挥发器6底部向上流入带动由于导热珠8加热而升华的挥发性气体混匀向上流动从液体挥发器6顶部引入到外边包围着传输加温套18的混气管20内到达上边有扩散加温套19的扩散器17内，通过下边的小孔向下扩散流入浓度舱28内，也许有一些不易挥发的多余液体会顺导热珠8流到液体挥发器6底部，可以将转换阀9接通到收集瓶10使其流入到收集瓶10内另行处理，也可以通过计算机14控制转换阀9经收液管
12接通移液泵13通过开关控制阀4进入到移液管路21到达雾化喷嘴22，在雾化器流量阀25控制的压缩气体带动下经雾化气管23进入扩散器17通过下边的小孔向下扩散流入浓度舱28内，计算机14控制的纯净气流量阀26输入一定流量的纯净压缩空气来稀释调和浓度过高的挥发性气体，为了达到精确控制浓度的目的计算机14可以控制精确注液泵2输入的挥发性液体量同时精确控制输入的气体流量到恒温恒压的密闭浓度舱28内就可以达到目的，浓度舱28内安放的挥发气体浓度监测仪16随时检测浓度舱28内的挥发气体浓度数值并提供给计算机14进行记录、反馈、修正使得浓度舱28内的挥发气体浓度值更加精确、稳定、可靠持续达到一定的试验时间后当实验顺利结束时应该先关闭压缩气泵27操作，计算机14自动关闭精确注液泵2、开关控制阀4、移液泵13、各个加温套、各个气体流量阀和压缩气泵27等，输出恒压排气阀29自动排出剩余的挥发性气体，打开浓度舱28取出提前放入的实验所需的动物、挥发气体浓度检测仪16或其他所需要的仪器设备进行后期的科学分析和效果评估等一系列工作。
权利要求
1.一种精确控制浓度的挥发气体扩散检测设备，其特征是该设备包括由计算机(14)控制的精确注液泵(2)通过开关控制阀(4)和防腐蚀管路(3)到达注液滴头(5)，将挥发液密封瓶(I)内的挥发液抽吸送入到液体挥发器(6)内部从导热珠(8)上面向下滲透，由于挥发加温套(7)的加温，导热珠(8)将热量传输使得挥发液体升华并在混气流量阀(11)控制的气流混合带动下通过混气管(20)输送到扩散器(17)进入挥发气体浓度舱(28)，不易挥发多余的液体流入下部通过转换阀(9)流进收集瓶(10)或者通过转换阀(9)、收液管(12)被移液泵(13)和开关控制阀(4)经移液管路(21)送入到雾化喷嘴(22)，在雾化气流量阀(25)控制的气流带动下也雾化到挥发气体浓度舱(28)内，从压缩气泵(27)引出的压缩空气通过纯净气流量阀(26)控制输入到扩散器(17)再扩散到浓度舱(28)内，挥发气体浓度检测仪(16)检测出浓度传输给计算机(14)，计算机(14)按照要求控制好各个阀门、移液泵(13)、精确注液泵(2)、气体流量阀以及加温套达到精确控制内部挥发气体的浓度的結果，整个控制过程可以通过计算机(14)存储或者通过打印机(15)随时打印。
2.根据权利要求I所述的精确控制浓度的挥发气体暴露设备，其特征是所述液体挥发器(6)是ー个内部装有许多由导热材料制作的微小球珠状导热珠(8)被密闭在ー个垂直放置的长条状圆管内，圆管外围紧密包围着由计算机控制温度的挥发加温套(7)，可以通过管壁给导热珠(8)加温，导热珠(8)之间存在的间隙可以通过气流，在导热珠(8)上面有一个从精确注液泵(2)通过开关控制阀(4)和防腐蚀管路(3)到达的细管路穿过圆管壁向下转弯并安装有ー个注液滴头(5)，圆管顶部圆锥形出ロ连接着混气管(20)通向扩散器(17)一端，混气管(20)外围包着传输加温套(18)保证挥发气体传输过程中不会被冷凝下来，圆管底部圆锥形出口连接着转换阀(9)，下部圆管侧壁上有ー个引出管连接到混气流量阀(11)。
3.根据权利要求I所述的多路气体精确比例密封混匀恒温输送设备，其特征是所述扩散器(17)是ー个金属材料制作的圆盘型空心容器，空心容器其下表面含有很多小圆孔可以保证挥发气体由此向外扩散流通，空心容器上边有ー个带内螺纹的圆孔，紧贴着空心容器上表面安装有中间也有圆孔的扩散加温套(19)给扩散器加温，同时空心容器上边的扩散加温套(19)上表面还可以对雾化喷嘴(22)加温使得雾化效果更佳，扩散器(17)另ー边连接ー个纯净气管(24)通过纯净气流量阀(26)连接到压缩气泵(27)可以在计算机控制下调整输入到浓度舱(28)的纯净空气流量用来稀释浓度过高的挥发气体以保证所需要的精确浓度范围。
4.根据权利要求I所述的多路气体精确比例密封混匀恒温输送设备，其特征是所述雾化喷嘴(22)是ー个金属材料制作的其内部结构是从雾化气流量阀(25)引进压缩空气沿着雾化气管(23 )到达雾化喷嘴(22 )出口时与移液管路(21)弓I入的不易挥发多余的液体的管路在此处相交，当一个气体高速冲击下带动液体在文丘里原理作用下形成二相流气雾向下喷出，由于雾化喷嘴(22)前端有外螺纹正好安装在与扩散器(17)空心容器上边有ー个带内螺纹的圆孔内，同时空心容器上边的扩散加温套(19)上表面还可以对雾化喷嘴(22)本身加温使得雾化效果更佳，而且雾化的挥发气体自然混匀在扩散器(17)内向下外均与扩散流出。
5.根据权利要求I所述的多路气体精确比例密封混匀恒温输送设备，其特征是所述浓度舱(28 )是ー个有隔热材料制作的密闭的圆形舱室，其内部表面光滑整齐的圆形结构有利于挥发气体自然混合平衡，安装在上部的扩散器(17)、雾化喷嘴(22)和安装在底部的输出恒压排气阀(29)在进气达到一定量时恒定压カ情况下释放排气，保证比重比较轻的挥发性气体扩 散从上至下均匀恒定弥散流通，安放在正中间的挥发气体浓度检测仪(16)可以最大准确性的检测并反映出在浓度舱(28)整体内部平均挥发气体浓度值反馈到计算机进行数据处理。
全文摘要
本发明提供一种精确控制浓度的挥发气体扩散检测设备，由计算机控制精确注液泵将挥发液通过开关控制阀和防腐蚀管路送达注液滴头到达液体挥发器内的导热珠上面，挥发加温套加温导热珠产生热量使得挥发液体升华并在混气流量阀控制的气流带动下输送到扩散器进入浓度舱，不易挥发多余的液体通过旋转阀流进收集瓶或被移液泵送入到雾化喷嘴也雾化到浓度舱内，从纯净气体流量阀控制输入的压缩气体从扩散器另一端到浓度舱内，挥发气体浓度检测仪检测出浓度传输给计算机，计算机按照要求反馈控制各元件达到精确控制内部挥发气体的浓度的结果，整个过程可被计算机控制存储，本设备在职业卫生、军事科学、环境保护、化学材料、呼吸医学等自然科学研究中广泛应用。
文档编号G01N13/00GK102788740SQ20121028152
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月9日 优先权日2012年8月9日
发明者张茹, 张贵祥, 羡丽艳, 范维林, 迟晓东 申请人:天津开发区合普工贸有限公司