一种融合渗透法和扩散法的乙醇气体发生装置的制作方法

1.本实用新型专利涉及基于渗透法和扩散法产生乙醇标准气体的动态配气装置，该装置用于对乙醇气体报警器、乙醇气体分析仪进行检定校准，或对乙醇气体传感器进行性能试验。


背景技术：

2.中国计量科学研究院研制的液态有机气体配气装置mf
‑
3b，采用高温下气化乙醇的方法产生乙醇标准气体。采用进样器将一定体积的乙醇注入气化炉，乙醇被高温气化后被载带气体载带到一个体积已知的容器内。根据乙醇体积和容器体积，可计算乙醇气体浓度。该装置本质上是一台静态容积法配气装置，所产生的乙醇气体浓度受气化率、管路吸附、容器吸附等因素影响。
3.中国测试技术研究院agv呼出气体酒精含量探测器检定装置，采用动态体积饱和法发生空气中乙醇标准气体。动态体积饱和法不能产生低浓度的乙醇标准气体，无法对乙醇气体传感器检出限、灵敏度等性能指标进行试验。
4.北京市计量检测科学研究院研制的呼出气体酒精含量探测器标准装置hjj
‑
1采用无水乙醇扩散管动态配气法。该装置不能产生低浓度的乙醇标准气体，无法对乙醇气体传感器检出限、灵敏度等性能指标进行试验。
5.北京凯美加技术开发有限公司静态容量法标准配气装置jp
‑
ii，该装置不能产生低浓度的乙醇标准气体，无法对乙醇气体传感器检出限、灵敏度等性能指标进行试验。
6.美国guth公司酒精呼气模拟器34c，该装置产生的乙醇气体溯源连不完整。
7.瑞士lni swissgas公司sonimix6000、美国vici公司dycal、英国owlstone公司均采用渗透管动态配气，无法产生浓度高于10
×
10
‑
6mol/mol的乙醇气体。
8.综上所述，现有技术要么不能产生低浓度的乙醇气体，要么不能产生高浓度的乙醇气体，要么采用静态容积法影响因素较多，要么所产生的气体浓度值溯源连不完整。


技术实现要素：

9.针对上述问题，本实用新型公开了一种融合渗透法和扩散法的乙醇气体发生装置，本实用新型的目的在于，能够根据使用要求生产各种浓度的乙醇气体。
10.为了达到预期目的，本实用新型采取的技术方案如下：
11.一种融合渗透法和扩散法的乙醇气体发生装置，其特征在于，包括设在同一恒温腔体内的扩散通路、渗透通路、调节通路，所述扩散通路设第一出气口，渗透通路设第二出气口，扩散通路、渗透通路设分支连通调节通路，调节通路设第三出气口。
12.进一步的，所述扩散通路包括依次连通的进气口、第一调压阀、第一流量控制元件、第一导热盘管、扩散管、第一出气口。
13.进一步的，所述渗透通路包括依次连通的进气口、第一调压阀、第二流量控制元件、第二导热盘管、渗透炉、第二出气口。
14.进一步的，所述调节通路包括依次连通的进气口、第二调压阀、第三流量控制元件、第三导热盘管、第三出气口。
15.进一步的，所述第一调压阀和第二调压阀通过第一三通接头连通进气口。
16.进一步的，所述第一流量控制元件和第二流量控制元件通过第二三通接头连通第一调压阀。
17.进一步的，所述调节通路设四通接头，所述四通接头分别连通调节通路、扩散通路、渗透通路、第三出气口。
18.进一步的，所述扩散管下游设第一三通阀，所述第一出气口连通第一三通阀，扩散通路通过第一三通阀连通调节通路。
19.进一步的，所述渗透炉下游设第二三通阀，所述第二出气口连通第二三通阀，渗透通路通过第二三通阀连通调节通路。
20.进一步的，所述扩散管包括上盖、储液器，所述上盖与储液器通过螺纹连接。
21.进一步的，所述上盖上开设螺纹孔a、螺纹孔b、螺纹孔c，所述螺纹孔a以及螺纹孔b用于安装载带气体的进气管和出气管，其中螺纹孔a连接进气管，螺纹孔b连接出气管。所述螺纹孔c用于上盖和储液器的螺纹连接。
22.进一步的，所述储液器上设毛细管d，所述毛细血管d为竖直方向布置，用于扩散乙醇气体。所述储液器内放置无水乙醇。
23.无水乙醇从储液器中以气体的形态扩散逸出，然后经由毛细血管d向上扩散，然后被载带气体带走，完成整个过程。
24.有益效果：（1）本装置融合了渗透法和扩散法，既能产生低浓度的乙醇气体，又能产生高浓度的乙醇气体，浓度范围宽，浓度易于调整，可对乙醇气体传感器测量范围、线性、检出限、灵敏度等性能指标进行试验。
25.（2）由于进入扩散管和渗透炉的零空气温度与扩散管、渗透炉、渗透管的温度一致，扩散率和渗透率均稳定可靠。
26.（3）第一出气口排出的乙醇气体的浓度被乙醇测试仪器测量后，易于验证扩散管的扩散率是否发生变化，或验证扩散管的温度、载带气流量及其管路状态是否正常，确保装置产生的气体浓度值可靠。
附图说明
27.图1为本实用新型整体布局图。
28.图2为本实用新型扩散管结构图。
29.其中：1、进气口，2、第一三通接头，3、第一调压阀，4、第二三通接头，5、第一流量控制元件，6、第一导热盘管，7、扩散管，7.1为上盖，7.2为储液器，7.3为密封圈，7.4为无水乙醇，8、第一三通阀，9、第一出气口，10、第二流量控制元件，11、第二导热盘管，12、渗透炉，13、渗透管，14、第二三通阀，15、第二出气口，16、四通接头，17、第三出气口，18第二调压阀，19、第三流量控制元件，20、第三导热盘管，21为恒温腔体。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.如图1至图2所示，一种融合渗透法和扩散法的乙醇气体发生装置，包括设在同一恒温腔体内的扩散通路、渗透通路、调节通路，所述扩散通路设第一出气口9，渗透通路设第二出气15口，扩散通路、渗透通路设分支连通调节通路，调节通路设第三出气口17。
33.所述扩散通路包括依次连通的进气口1、第一调压阀3、第一流量控制元件5、第一导热盘管6、扩散管7、第一出气口9。
34.所述渗透通路包括依次连通的进气口1、第一调压阀3、第二流量控制元件10、第二导热盘管11、渗透炉12、第二出气口17。所述渗透炉12中设渗透管13。
35.所述调节通路包括依次连通的进气口1、第二调压阀18、第三流量控制元件19、第三导热盘管20、第三出气口17。
36.所述第一调压阀3和第二调压阀18通过第一三通接头2连通进气口1。
37.所述第一流量控制元件5和第二流量控制元件10通过第二三通接头4连通第一调压阀3。
38.所述调节通路设四通接头16，所述四通接头16分别连通调节通路、扩散通路、渗透通路、第三出气口。具体的，所述扩散管下游设第一三通阀8，所述第一出气口9连通三通阀8，扩散通路通过第一三通阀8连通调节通路。所述渗透炉12下游设第二三通阀14，所述第二出气口17连通第二三通阀14，渗透通路通过第二三通阀14连通调节通路。
39.所述扩散管包括上盖7.1、储液器7.2，所述上盖7.1与储液器7.2通过螺纹连接。所述上盖7.1上开设螺纹孔a、螺纹孔b、螺纹孔c，所述螺纹孔a以及螺纹孔b用于安装载带气体的进气管和出气管，其中螺纹孔a连接进气管，螺纹孔b连接出气管。所述螺纹孔c用于上盖和储液器的螺纹连接。所述上盖7.1和储液器7.2之间实用密封圈7.3密封，所述储液器上设毛细管d，所述毛细血管d为竖直方向布置，用于扩散乙醇气体。所述储液器7.2内放置无水乙醇7.4。无水乙醇从储液器中以气体的形态扩散逸出，然后经由毛细血管d向上扩散，然后被载带气体带走，完成整个过程。
40.具体工作原理：
41.扩散通路：零空气经由进气口1进入通路，零空气在第一三通接头2处进行第一次分路，一路进入第一调压阀3，另一路进入第二调压阀18。进入第一调压阀3的零空气在第二三通接头4处进行第二次分路，一路流经第一流量控制元件5进入扩散通路，另一路流经第二流量控制元件10进入渗透通路。进入扩散通路的零空气经过第一导热盘管6加热，然后将扩散管7中扩散出来的乙醇气体载带着进入第一三通阀8，带有气态乙醇的气体在第一三通阀8处进行第三次分路，其中一路直接从第一出气口9输出乙醇气体，完成扩散通路的乙醇气体产出，可用乙醇测试仪器测量此乙醇气体浓度。另一路经由扩散通路的旁路与调节通路连通。
42.渗透通路：零空气经由进气口1进入通路，零空气在第一三通接头2处进行第一次
分路，一路进入第一调压阀3，另一路进入第二调压阀18。进入第一调压阀3的零空气在第二三通接头4处进行第二次分路，一路流经第一流量控制元件5进入扩散通路，另一路流经第二流量控制元件10进入渗透通路。进入渗透通路的零空气经过第二导热盘管11加热，然后将渗透炉12中渗透出来的乙醇气体载带着进入第二三通阀14，带有气态乙醇的气体在第二三通阀14处进行第三次分路，其中一路直接从第二出气口15输出乙醇气体，完成渗透通路的乙醇气体产出，另一路经由渗透通路的旁路与调节通路连通。
43.调节通路：零空气经由进气口1进入通路，零空气在第一三通接头2处进行第一次分路，一路进入第一调压阀3，另一路进入第二调压阀18。进入第二调压阀18的零空气进入调节通路，调节通路的零空气经由第三流量控制元件19然后在第三导热盘管20处加热，在四通接头处16，调节通路中的零空气与来自扩散通路的气体以及来自渗透通路的气体混合，混合气体最终由第三出气口17输出，完成调节通路的乙醇气体输出。
44.扩散通路与调节通路混合：扩散管7扩散出来的乙醇气体，被载带到四通接头16后，可与经第三流量控制元件19控制流量后的零空气混合，经第三出气口17排出。常识和实践均证明，扩散管的扩散率可以比渗透管的渗透率高，故选择大扩散率的扩散管7，其产生的气体浓度高，经第三流量控制元件19调节零空气流量，即可调节乙醇气体浓度，使其满足较高浓度应用要求。
45.渗透通路与调节通路混合：渗透管13渗透出来的乙醇气体，被载带到四通接头16后，可与经第三流量控制元件19控制流量后的零空气混合，经第三出气口17排出。常识和实践均证明，扩散管的扩散率可以比渗透管的渗透率高，故选择较小渗透率的渗透管13，其产生的气体浓度低，经第三流量控制元件19调节零空气流量，即可调节乙醇气体浓度，使其满足较低浓度应用要求。
46.经第一导热盘管6和第二导热盘管11的零空气温度受恒温腔体21的温度控制，故进入扩散管7和渗透炉12的零空气温度与扩散管7、渗透炉12、渗透管13的温度一致。
47.经第三流量控制元件19调节流量的零空气经第三导热盘管20在恒温腔体内被恒温，使该气体与从扩散管7或渗透炉12来到四通接头16处的气体温度一致。
48.综上本实用新型达到预期目的。