配气装置及配气方法与流程

本发明涉及配气领域，特别是涉及一种配气装置及配气方法。

背景技术：

浓度稳定的氰化氢(hcn)动态气流是检验、评价和改进hcn传感器以及进行hcn相关科研实验的先决条件，发生出浓度稳定的hcn动态气流是解决问题的关键。

传统工业上液态hcn用钢瓶存储，而钢瓶装液态hcn存在易聚合、自然分解、腐蚀钢瓶内壁，长期存放伴有较大安全风险，管制严格，与气体发生装置结合生产hcn气体的设备规模大、成本高，不适合实验室科研。钢瓶装hcn标准气体价格昂贵，预定生产周期长，浓度稳定有效期较短。

技术实现要素：

基于此，有必要针对hcn气体发生装置结构复杂，钢瓶存储hcn气体浓度难以稳定的问题，提供一种配气装置及配气方法。

一种配气装置，包括：

气密性的气体混合容器；

扩散管，所述扩散管放置于所述气体混合容器中，所述扩散管用于封装待配物质的液体，加热时所述液体产生的待配气体能够从所述扩散管中扩散至所述气体混合容器；

进气管，所述进气管与所述气体混合容器密封连接并与所述气体混合容器的内部连通，用于向所述气体混合容器中通入用于稀释所述待配气体的稀释气体；

出气管，所述出气管与所述气体混合容器密封连接并与所述气体混合容器的内部连通，用于输出所述气体混合容器中的待配气体与所述稀释气体形成的混合气体。

在其中一个实施例中，所述配气装置还包括加热装置，所述加热装置能够对所述气体混合容器进行加热。

在其中一个实施例中，所述扩散管包括堵头，所述堵头的直径比所述扩散管的内径大，所述扩散管的材料为弹性材料，所述堵头能够插入所述扩散管中并将所述扩散管中的所述液体封堵。

在其中一个实施例中，所述扩散管的两端还具有卡箍，所述卡箍包裹在所述扩散管的管壁上并将所述管壁与所述堵头压紧。

在其中一个实施例中，所述进气管和所述出气管与所述气体混合容器的同一端连接。

在其中一个实施例中，所述进气管伸入所述气体混合容器的管口与所述出气管伸入所述气体混合容器的管口分别设置在所述气体混合容器的两端。

在其中一个实施例中，所述气体混合容器为u形管状结构。

在其中一个实施例中，所述扩散管的材料为ptfe(聚四氟乙烯)。

在其中一个实施例中，所述配气装置包括多个通过所述进气管和所述出气管串联的所述气体混合容器。

在其中一个实施例中，所述扩散管用于常压封装所述待配物质的液体。

在其中一个实施例中，所述配气装置还包括气体流量控制器，与所述进气管或所述出气管串联，用于控制通入所述气体混合容器中的所述稀释气体的流量。

一种配气方法，使用上述的配气装置，并包括以下步骤：

将所述待配物质的液体注入所述扩散管中并将所述扩散管封堵；

将所述扩散管放置于所述气体混合容器中并密封所述气体混合容器；

通过所述进气管向所述气体混合容器中通入所述稀释气体；以及

对所述气体混合容器进行加热，使所述液体产生的待配气体从所述扩散管中扩散至所述气体混合容器，与所述稀释气体在所述气体混合容器中混合后，通过与所述出气管输出。

在其中一个实施例中，将所述待配物质的液体注入所述扩散管后，还包括步骤：将所述堵头插入所述扩散管中并将所述扩散管中的所述液体封堵。

在其中一个实施例中，将所述堵头插入所述扩散管中并将所述扩散管中的所述液体封堵后，还包括步骤：将所述卡箍包裹在所述扩散管的管壁上并将所述管壁与所述堵头压紧。

在其中一个实施例中，向所述气体混合容器中通入所述稀释气体前，包括步骤：对所述稀释气体进行干燥。

在其中一个实施例中，向所述气体混合容器中通入所述稀释气体前，包括步骤：通过所述气体流量控制器控制通入所述气体混合容器中的所述稀释气体的流量。

在其中一个实施例中，所述待配物质的液体为hcn溶液或液态hcn中的一种，所述待配气体为hcn气体。

所述配气装置，通过设置所述扩散管，所述待配物质的液体注入所述扩散管中，通过对所述扩散管进行加热，所述液体产生的待配气体通过所述扩散管的管壁扩散至所述气体混合容器中，与所述稀释气体混合形成混合气体，用所述扩散管扩散的方式代替钢瓶存储，所述配气装置结构简单，适合实验室操作；通过扩散方式可以得到浓度稳定的hcn气体，所述配气装置能够实现对hcn气体的现配现用，解决了所述hcn存放的浓度稳定性问题。

附图说明

图1为本发明一实施例的配气装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例的扩散管的结构示意图；

图3为本发明另一实施例的配气装置的结构示意图。

其中：

100-气体混合容器

200-扩散管

210-堵头

220-卡箍

221-环形凹槽

300-进气管

400-出气管

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的配气装置及配气方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。实施例附图中各种不同对象按便于列举说明的比例绘制，而非按实际组件的比例绘制。

请参阅图1，本发明一实施例提供一种配气装置，包括：气密性的气体混合容器100、扩散管200、进气管300及出气管400，其中，所述扩散管200放置于所述气体混合容器100中，所述扩散管200用于封装待配物质的液体，加热时所述液体产生的待配气体能够从所述扩散管200中扩散至所述气体混合容器100；所述进气管与所述气体混合容器密封连接并与所述气体混合容器的内部连通，用于向所述气体混合容器中通入用于稀释所述待配气体的稀释气体；所述出气管与所述气体混合容器密封连接并与所述气体混合容器的内部连通，用于输出所述气体混合容器中的待配气体与所述稀释气体形成的混合气体。

所述配气装置，通过设置所述扩散管200，所述待配物质的液体注入所述扩散管200中，通过对所述扩散管200进行加热，所述液体产生的待配气体通过所述扩散管200的管壁扩散至所述气体混合容器100中，与所述稀释气体混合形成混合气体，用所述扩散管200扩散的方式代替钢瓶存储，所述配气装置结构简单，适合实验室操作；所述配气装置能够实现对所述hcn气体的现配现用，解决了所述hcn存放的浓度稳定性问题。

在其中一个实施例中，所述配气装置还包括加热装置，所述加热装置能够对所述气体混合容器100进行加热。所述待配物质的液体注入所述扩散管200中，所述扩散管200放置于所述气体混合容器100中，将所述气体混合容器100放置于所述加热装置中，通过调节所述加热装置，使所述扩散管200内的温度升高，所述待配物质的蒸气压增大，所述待配物质的液体形成所述待配气体，从所述扩散管200内部扩散至所述气体混合容器100中。

请参阅图2，在其中一个实施例中，所述扩散管200包括堵头210，所述堵头210的直径比所述扩散管200的内径大，所述扩散管200的材料为弹性材料，所述堵头210能够插入所述扩散管200中并将所述扩散管200中的所述液体封堵。所述堵头210插入所述扩散管200时，所述扩散管200的管壁产生形变，将所述堵头210紧密包裹在所述扩散管200的管壁之间，避免所述堵头210与所述扩散管200的管壁之间的缝隙的产生，使所述扩散管200的密封性更强。

在其中一个实施例中，所述扩散管200的两端还具有卡箍220，所述卡箍220包裹在所述扩散管200的管壁上并将所述管壁与所述堵头210压紧。具体的，所述卡箍220上具有两个环形凹槽221，从而将所述管壁和所述堵头210夹紧。

在其中一个实施例中，所述进气管300和所述出气管400与所述气体混合容器100的同一端连接。所述进气管300和所述出气管400设置在所述气体混合容器100的同一端，例如第一端。进一步，所述进气管300伸入所述气体混合容器100的管口与所述出气管400伸入所述气体混合容器100的管口分别设置在所述气体混合容器100的两端。具体的，所述进气管300从第一端伸入所述气体混合容器100的管口延伸至靠近所述气体混合容器100的第二端的位置，所述出气管400从第一端伸入所述气体混合容器100的管口设置在靠近第一端的位置，第一端与第二端远离，避免所述稀释气体进入所述气体混合容器100后直接从第一端排出，增加了所述稀释气体和所述待配气体的混合时间。

在其中一个实施例中，所述气体混合容器100为u形管状结构。所述u形管状结构在加热时具有结构优势，能够放置于水浴或油浴中，加热面积大。同时，所述稀释气体从所述u形管状结构的一端进入后，经过所述u性管状结构的u形，增加了在所述气体混合容器100中的停留时间，所述混合气体再从所述u性管状结构的同一端排出，使所述稀释气体和所述待配气体的混合更均匀。

所述扩散管200的材料为具有表面扩散能力，适合密封加工，加热后不易产生形变的材料。在其中一个实施例中，所述扩散管200的材料为ptfe。ptfe，也称聚四氟乙烯，具有传热性能强、耐腐、耐化学试剂、耐磨、韧性和强度高的优点，hcn具有弱酸性，使用ptfe材料的扩散管200能够避免对所述扩散管200的腐蚀作用，提高所述扩散管200的使用寿命。所述扩散管200受热时，所述待配物质的液体形成所述待配气体，从所述扩散管200扩散至所述气体混合容器100。

请参阅图3，在其中一个实施例中，所述配气装置包括多个通过所述进气管300和所述出气管400串联的所述气体混合容器100。具体的，包括第一混合容器和第二混合容器，所述第一气体混合器的出气管同时作为第二气体混合容器的进气管，通过多级稀释和混合，实现对所述待配气体的均匀混合和浓度调节。

在其中一个实施例中，所述扩散管200用于常压封装所述待配物质的液体。常压封装的方法使所述扩散管200的结构简化，对所述待配物质的液体注入所述扩散管200的压力要求降低，操作简便。进一步，所述待配物质的液体注入所述扩散管200时，需要在所述扩散管200中预留预定体积的空白，使所述待配物质的液体产生的待配气体在此空间内挥发并透过所述扩散管200的管壁进行扩散。

在其中一个实施例中，所述配气装置还包括气体流量控制器，与所述进气管300或所述出气管400串联，用于控制通入所述气体混合容器100中的所述稀释气体的流量。通过调节所述气体流量控制器，并与所述加热装置，所述待配物质的液体的浓度调节进行协同控制，从而制备不同浓度的hcn气体。

本发明一实施例还提供一种配气方法，使用上述的配气装置，并包括以下步骤：

将所述待配物质的液体注入所述扩散管200中并将所述扩散管封堵；

将所述扩散管200放置于所述气体混合容器100中并密封所述气体混合容器100；

通过所述进气管300向所述气体混合容器100中通入所述稀释气体；以及

对所述气体混合容器100进行加热，使所述液体产生的待配气体从所述扩散管200中扩散至所述气体混合容器100，与所述稀释气体在所述气体混合容器100中混合后，通过与所述出气管400输出。

所述配气方法，通过加热，使待配物质的液体从所述扩散管200扩散至所述气体混合容器100，并通过与所述稀释气体进行混合形成混合气体，所述配气方法简便易行，配得的混合气体浓度稳定。

在其中一个实施例中，将所述待配物质的液体注入所述扩散管200后，还包括步骤：将所述堵头210插入所述扩散管200中并将所述扩散管200中的所述液体封堵。进一步，所述堵头210的材料为ptfe，所述扩散管200的材料和所述堵头210的材料相同，在相同条件下所述扩散管200和所述堵头210的形变一致，从而使所述扩散管200的密封性更强。

在其中一个实施例中，将所述堵头210插入所述扩散管200中并将所述扩散管200中的所述液体封堵后，还包括步骤：将所述卡箍220包裹在所述扩散管200的管壁上并将所述管壁与所述堵头210压紧。具体的，将所述卡箍220包裹所述扩散管200，用具有两道环形凸起的夹具将所述卡箍220夹紧，在所述卡箍220上形成两个环形凹槽221，从而将所述管壁和所述堵头210夹紧。

在其中一个实施例中，向所述气体混合容器100中通入所述稀释气体前，包括对所述稀释气体进行干燥的步骤。对所述稀释气体进行干燥能够避免水蒸气进入气体混合容器100使所述待配气体发生水解，导致浓度不稳定。

在其中一个实施例中，向所述气体混合容器100中通入所述稀释气体前，包括控制通入所述气体混合容器100中的所述稀释气体的流量的步骤。对所述稀释气体进行流量控制，使所述配气的发生持续时间和所述待配气体浓度得到控制。

可选的，所述加热方法包括水浴、油浴或电加热。通过调节加热温度，能够控制所述待配气体产生的速度。在其中一个实施例中，所述加热装置为一个开口容器，在所述开口容器中加入水或油，优选的，在所述开口容器中加入油，油浴的加热温度高，且不易产生水汽，同时，水浴或油浴的方法操作简便、对设备的要求低。在另一个实施例中，所述气体混合容器100与导电元件电连接，通电后能够对所述气体混合容器100进行加热，所述电加热的方法能够实现对温度的精确控制和快速转换。

在其中一个实施例中，所述待配物质的液体为hcn溶液或液态hcn中的一种，所述待配气体为hcn气体。hcn标准状态下为液体,易在空气中均匀弥散，在空气中可燃烧。hcn在空气中的含量达到5.6％～12.8％时，具有爆炸性。氢氰酸属于剧毒类。急性hcn中毒的临床表现为患者呼出气中有明显的苦杏仁味，轻度中毒主要表现为胸闷、心悸、心率加快、头痛、恶心、呕吐、视物模糊。重度中毒主要表现呈深昏迷状态，呼吸浅快，阵发性抽搐，甚至强直性痉挛。二次世界大战中纳粹德国常把hcn作为毒气室的杀人毒气使用。因此，对于空气或特定环境中hcn气体的浓度测定时保证环境安全的关键，而制备能够产生特定浓度的hcn气体的装置及配气方法是检验hcn气体传感器的重要条件。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。