基于定量环的气体定量装置及方法与流程

本发明涉及气体定量，特别涉及基于定量环的气体定量装置及方法。

背景技术：

目前气体的定量大多采用定量环或根据采样流量计算定量体积所得，而标准浓度的气体进样控制基本采用定量环定量，定量环进样一般根据压力和流量控制进样量，定量环内的气体压力常与大气进行平衡，进样体积固定。且通过电子压力控制，超过目标压力的部分气体会直接被排空，对环境空气有一定的污染。目前，随着环境的多变，单一的气体定量环进样有一定的局限性，无法满足监测现场多变的应用需求。

技术实现要素：

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种基于定量环的气体定量装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

基于定量环的气体定量装置，所述基于定量环的气体定量装置包括定量环；所述基于定量环的气体定量装置还包括：

第一切换模块和第二切换模块，定量环设置在所述第一切换模块和第二切换模块之间；所述第一切换模块用于使所述定量环的一端选择性连接气源和气体出口，所述第二切换模块用于使所述定量环的另一端选择性地连通压力控制单元和气体入口；

压力控制单元，所述压力控制单元用于根据所述定量环内的压力而调整，并输出调整后的压力。

本发明的另一目的在于提供了基于定量环的气体定量方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

基于定量环的气体定量方法，所述基于定量环的气体定量方法包括以下步骤：

(a1)第一气体依次穿过第一切换模块、定量环和第二切换模块；

(a2)待流出第二切换模块的第一气体的压力达到设定值，停止进气；所述定量环内定量的第一气体的量与所述定量环的体积和压力相关；

(a3)切换第一切换模块和第二切换模块，第二气体依次穿过第二切换模块、定量环和第一切换模块，从而将定量环内定量的第一气体带出。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.气体量可调；

通过压力控制单元，使得定量环内气体的压力可调，也即体积固定的定量环内气体量可调；

2.定量稳定性和精度好；

气源提供的气体经过压力控制和/或阻尼控制后进入定量环内，降低了进入定量环的气体的压力，防止了高压力的气源气体对定量环的冲击，提高了工作稳定性和定量精度；

3.无污染；

在气体定量过程中，无需排空，不会对空气造成污染。

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的基于定量环的气体定量装置的结构示意图。

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给出了本发明实施例的基于定量环的气体定量装置的结构示意图，如图1所示，所述基于定量环的气体定量装置包括：

定量环；

第一切换模块和第二切换模块，定量环设置在所述第一切换模块和第二切换模块之间；所述第一切换模块用于使所述定量环的一端选择性连接气源和气体出口，所述第二切换模块用于使所述定量环的另一端选择性地连通压力控制单元和气体入口；

压力控制单元，所述压力控制单元用于根据所述定量环内的压力而调整，并输出调整后的压力。

为了控制定量环内的气体压力，进一步地，所述压力控制单元包括：

腔体和移动件，所述移动件可移动地设置在所述腔体内，将所述腔体隔离为第一部分和第二部分，所述第二部分连通所述第二切换模块；

压力传感器，所述压力传感器用于获得所述第一部分内气体的压力；

第一阀门，所述第一阀门连通所述第一部分。

为了降低压力较大的气体对定量环的冲击以及提高定量精度，进一步地，所述基于定量环的气体定量装置还包括：

阻尼管，所述阻尼管的出口端连接所述第一切换模块，进口端连接所述气源。

为了降低进入定量环的气体的流量，提高定量精度，进一步地，所述基于定量环的气体定量装置还包括：

流量调节模块，所述流量调节模块的进口端通过管道连通气源，所述阻尼管的进口端连通所述管道。

本发明实施例的基于定量环的气体定量方法，也即本实施例的定量装置的工作方法，所述基于定量环的气体定量方法包括以下步骤：

(a1)第一气体依次穿过第一切换模块、定量环和第二切换模块；

(a2)待流出第二切换模块的第一气体的压力达到设定值，停止进气；所述定量环内定量的第一气体的量与所述定量环的体积和压力相关，通过控制压力的变化去调整第一气体的定量；

(a3)切换第一切换模块和第二切换模块，第二气体依次穿过第二切换模块、定量环和第一切换模块，从而将定量环内定量的第一气体带出。

为了精确地调整定量环内气体的压力，以获得不同量的气体，进一步地，所述定量环内压力的控制方式为：

流出第二切换模块的第一气体进入腔体的第二部分内，推动腔体内的移动件移动，第二部分的体积变大，第一部分的体积变小，内部的气体压力变大；所述移动件将所述腔体内隔离为第一部分和第二部分；

监测所述第一部分内的气体压力，若第一部分内的气体压力达到设定值，关闭第一气体。

实施例2：

根据本发明实施例1的基于定量环的气体定量装置及方法的应用例。

在该应用例中，如图1所示，开关阀通过管道与流量控制模块连接；阻尼管的一端连通所述管道，另一端连接第一切换模块；第一切换模块和第二切换模块均采用二位三通阀；压力控制单元包括腔体、压力传感器、第一阀门和第二阀门，移动件可移动地设置在所述腔体内，将所述腔体隔离为第一部分和第二部分，所述第二部分连通所述第二切换模块；压力传感器用于获得所述第一部分内气体的压力；所述第一部分依次连接第二阀门和第一阀门，第一阀门采用二位三通阀，第二阀门采用二通阀。

本发明实施例的基于定量环的气体定量方法，也即本实施例的定量装置的工作方法，所述基于定量环的气体定量方法包括以下步骤：

(a1)第一气体依次穿过开关阀、管道、阻尼管、第一切换模块、定量环和第二切换模块，进入腔体的第二部分内；

流量调节模块调节，从而调整进入阻尼管的第一气体的流量；

(a2)第二部分内气体推动移动件朝着第一部分移动，第二部分的体积变大，第一部分的体积变小，压力变大；

压力传感器实时监测第一部分内的气体压力，待第一部分内气体压力达到设定值(可调)，关闭开关阀，停止进气；所述定量环内定量的第一气体的量与所述定量环的体积和压力相关，通过控制压力的变化去调整第一气体的定量；

(a3)切换第一切换模块和第二切换模块，第二气体依次穿过第二切换模块、定量环和第一切换模块，从而将定量环内定量的第一气体带出；

(a3)打开第一阀门和第二阀门，辅助气依次穿过第一阀门和第二阀门，进入第一部分内，使移动件回位，利于下次气体定量。

实施例3：

根据本发明实施例1的基于定量环的气体定量装置及方法的应用例，与实施例2不同的是：

不再配置流量调节模块。

实施例4：

根据本发明实施例1的基于定量环的气体定量装置及方法的应用例，与实施例2不同的是：

不再配置阻尼管。