五氧化二氮标气的提供装置和方法与流程

本发明涉及标气产生，特别涉及五氧化二氮标气的提供装置和方法。

背景技术：

硝酸基自由基(no3)是环境大气重要的夜间大气氧化剂。而硝酸基与二氧化氮反应的产物五氧化二氮(n2o5)则影响了夜间硝酸盐颗粒物的生成与氯自由基的活化。关于硝酸基和五氧化二氮的研究和其环境浓度的测量近年来成为大气化学领域的研究热点。由于no3与n2o5气体并不稳定，难以保存，目前市面上并没有商品化的标定仪器用于硝酸基自由基与五氧化二氮的标定。而在实验室中制备的n2o5固体却难以保存(需-80℃保存)，且利用n2吹扫n2o5固体来产生的n2o5气体浓度不稳定。

技术实现要素：

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种五氧化二氮标气的提供装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

五氧化二氮标气的提供装置，所述五氧化二氮标气的提供装置包括：

反应单元，反应气体在所述反应单元内发生反应生成五氧化二氮，所述反应气体包括一氧化氮和臭氧；

检测单元，所述检测单元用于检测排出所述反应单元的混合气中臭氧或二氧化氮的浓度；

计算单元，所述计算单元用于获得五氧化二氮的浓度ct1、ct2分别是反应气体在进入反应单元内t1、t2时间时臭氧或二氧化氮的浓度，ct2、ct2分别是同一种气体的浓度；

调节单元，所述调节单元用于调节所述反应单元的体积或者反应气体的流量，使得反应气体在所述反应单元内的停留时间为时间t2。

本发明的另一目的在于提供了五氧化二氮标气的提供方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

五氧化二氮标气的提供方法，所述五氧化二氮标气的提供方法为：

反应气体在反应单元内反应，生成五氧化二氮，所述反应气体包括一氧化氮和臭氧；

实时检测排出所述反应单元的混合气中臭氧或二氧化氮的浓度；

调节所述反应单元的体积或者反应气体的流量，使得反应气体在所述反应单元内的停留时间为时间t2，时间t2满足条件，

ct1、ct2分别是反应气体在进入反应单元内t1、t2时间时臭氧或二氧化氮的浓度，ct2、ct2分别是同一种气体的浓度，c1是拟获取的五氧化二氮标气的浓度。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

五氧化二氮采用现场反应生产，并利用反应气体在反应单元内的停留时间去精准调整五氧化二氮的浓度，从而实现了：

1.在线产生五氧化二氮气体，无需在实验室制备后在干冰条件下保存，简单、方便；

2.实时检测臭氧(二氧化氮)的浓度，并使得当反应气体在反应单元内的停留时间为t2时，反应单元内五氧化二氮的浓度达到要求；

通过调节反应单元的体积或者反应气体的流量，去调整反应气体在反应单元内的停留时间，调节方式可靠、稳定；

3.计算单元利用公式精确地计算五氧化二氮的浓度。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本发明实施例1的五氧化二氮标气的提供装置的结构示意图。

具体实施方式

图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了解释本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本发明实施例的五氧化二氮标气的提供装置的结构示意图，如图1所示，所述五氧化二氮标气的提供装置包括：

反应单元，反应气体在所述反应单元内发生反应生成五氧化二氮，所述反应气体包括一氧化氮和臭氧；

检测单元，所述检测单元用于检测排出所述反应单元的混合气中臭氧或二氧化氮的浓度；

计算单元，所述计算单元用于获得五氧化二氮的浓度ct1、ct2分别是反应气体在进入反应单元内t1、t2时间时臭氧或二氧化氮的浓度，ct2、ct2分别是同一种气体的浓度；

调节单元，所述调节单元用于调节所述反应单元的体积或者反应气体的流量，使得反应气体在所述反应单元内的停留时间为时间t2。

为了精准的获得时间t1，进一步地，c01是所述反应单元内臭氧的初始浓度，c02是所述反应单元内一氧化氮的初始浓度，k是系数，η为反应单元内一氧化氮转换为二氧化氮的比率。

为了精准的获得系数k，进一步地，系数k是如下反应的反应速率常速：

no+o3→no2。

为了将符合要求的标气送往下游，不符合要求的标气排废，进一步地，所述五氧化二氮标气的提供装置还包括：

切换模块，所述切换模块用于使所述反应单元的出口选择性地连通不同通道；

气源，所述气源提供反应气体。

本发明实施例的五氧化二氮标气的提供方法，所述五氧化二氮标气的提供方法为：

反应气体在反应单元内反应，生成五氧化二氮，所述反应气体包括一氧化氮和臭氧；

实时检测排出所述反应单元的混合气中臭氧或二氧化氮的浓度；

调节所述反应单元的体积或者反应气体的流量，使得反应气体在所述反应单元内的停留时间为时间t2，时间t2满足条件，

ct1、ct2分别是反应气体在进入反应单元内t1、t2时间时臭氧或二氧化氮的浓度，ct2、ct2分别是同一种气体的浓度，c1是拟获取的五氧化二氮标气的浓度。

为了精准的获得时间t1，进一步地，c01是所述反应单元内臭氧的初始浓度，c02是所述反应单元内一氧化氮的初始浓度，k是系数，η为反应单元内一氧化氮转换为二氧化氮的比率。

为了精准的获得系数k，进一步地，系数k是如下反应的反应速率常速：

no+o3→no2。

为了将符合要求的标气送往下游，不符合要求的标气排废，进一步地，所述五氧化二氮标气的提供装置还包括：

切换模块，所述切换模块用于使所述反应单元的出口选择性地连通不同通道；

气源，所述气源提供反应气体。

实施例2：

根据本发明实施例1的五氧化二氮标气的提供装置和方法的应用例。

在该应用例中，气源中，第一气源采用钢瓶，提供已知浓度的一氧化氮；第二气源采用臭氧生产单元，如cn200910154006.3；调节单元采用活塞的形式去实时调节反应单元的体积；检测单元采用分光光度计，用于检测混合气中二氧化氮的浓度。

本发明实施例的五氧化二氮标气的提供方法，具体为：

气源提供的已知浓度的一氧化氮和过量臭氧在反应单元内反应，生成五氧化二氮；

检测单元实时检测排出所述反应单元的混合气中二氧化氮的浓度；

调节所述反应单元的体积：体积越大，停留时间越长，使得反应气体在所述反应单元内的停留时间(停留时间与五氧化二氮浓度对应)为时间t2，时间t2满足条件，

ct1、ct2分别是反应气体在进入反应单元内t1、t2时间时臭氧或二氧化氮的浓度，ct2、ct2分别是同一种气体的浓度，c1是拟获取的五氧化二氮标气的浓度；

c01是所述反应单元内臭氧的初始浓度，c02是所述反应单元内一氧化氮的初始浓度，η为反应单元内一氧化氮转换为二氧化氮的比率，如90％、95％、99％；系数k是如下反应的反应速率常速：no+o3→no2；

在上述过程中，若排出反应单元的五氧化二氮的浓度未达到要求，通过切换模块排空；

若达到要求，五氧化二氮标气通过切换模块送往应用设备。

实施例3：

根据本发明实施例1的五氧化二氮标气的提供装置和方法的应用例，与实施例2不同的是：

1.检测单元检测臭氧的浓度；

2.调节单元调节反应气体的流量，使得反应气体在反应单元的停留时间为时间t2：流量越大，停留时间越短；

3.排出反应单元的混合气被稀释，从而降低五氧化二氮的浓度，稀释倍数根据反应单元输出的五氧化二氮浓度和标气要求的五氧化二氮浓度确定。