本实用新型涉及VOC气体制备领域，具体涉及一种简易制备VOC气体的装置。
背景技术：
VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写，对人体健康有巨大影响。当居室中的VOC气体达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。
为了对VOC气体检测和处理进行研究，环境检测部门和科研院所需要大量的标准VOC气体。实验室所制备的VOC气体通常是在氮气中混入有机物(例如，苯、甲苯、二甲苯、二甲基二硫醚、乙硫醇、氯甲烷、甲硫醚等易挥发的有机物)得到的混合气体。
目前制备VOC气体基本都是用称量法进行制备。以100ppm的氮气中苯为例，称量法具体步骤是先对气瓶进行预处理，需要抽真空加热8小时以上，再用气体制备装置氮气对气瓶内部和气路进行多次冲洗，以确保气瓶内部干燥清洁。用电子天平称出空瓶重量，经过计算加入苯0.4ml，然后再经过计算加入氮气约914克，电子天平称出满瓶重量，然后通过重量差计算出实际加入氮气的克数，再计算出实际苯的浓度。然后再用气体混合装置进行混合，这个过程至少需要5个小时。传统的称量法不仅耗时时间长，步骤繁琐还占用大量的设备。此外，订购一瓶气体所需时间约一周，费用约几千块。对于急需使用的用户就有周期长，费用高的缺点。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种简易制备VOC气体的装置，以解决上述现有技术的问题。
为达到上述目的，本实用新型提供了一种简易制备VOC气体的装置，其包括：一个中空腔体，其上设置有分别与其连通的一个进气导管，用于向腔体内充入氮气；一个出气导管，用于排出腔体内的空气和过量的氮气，及，一个样品导管，用于向腔体内加入液态VOC和抽取所制备的VOC气体；所述进气导管和出气导管上设置有启闭装置；所述样品导管上设置有橡胶堵头。
上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述进气导管插入至腔体底部。
上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述进气导管的内径沿气体流通方向逐渐减小。
上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述进气导管和出气导管上各设置有一插孔；所述启闭装置为设置在所述插孔内的旋转活塞；所述旋转活塞沿气体流通方向设置有一通孔，用于气体流通。
上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述样品导管内壁设置有螺纹，用于与所述橡胶堵头形成密封。
上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述中空腔体、进气导管、出气导管和样品导管一体成型。
上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述装置除橡胶堵头外均由玻璃制成。
相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
1.直接在玻璃容器上操作，氮气的摩尔数按照一个大气压的压力来算，因此不需要用到高压氮气配气装置和电子天平，简单易操作。
2.使用方便，随时可以配制需要的浓度。
3.快捷，马上配马上用，不需要混合装置混匀，直接用手摇匀。现有技术的混合装置按照气瓶不断滚动的原理，帮助内部气体混匀，因里面没有添加聚四氟乙烯，混匀至少需要2个小时，而本实用新型混匀仅需要1-2分钟即可。
4.经济实惠，只需购买小瓶装液态VOC原料，并可以多次使用。特别适合实验室做标准曲线用，可以多点少量多次使用。
附图说明
图1为本实用新型简易制备VOC气体装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本实用新型作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本实用新型，并不是对本实用新型保护范围的限制。
如图1所示，本实用新型提供了一种简易制备VOC气体的装置，其包括：一个中空腔体1，其上设置有分别与其连通的一个进气导管2，用于向腔体1内充入氮气；一个出气导管3，用于排出腔体1内的空气和过量的氮气，及，一个样品导管4，用于向腔体1内加入液态VOC和抽取所制备的VOC气体；所述进气导管2和出气导管3上设置有启闭装置；所述样品导管4上设置有橡胶堵头6。所述进气导管2可直接通过软管与氮气钢瓶出口阀连接。优选地，所述进气导管2插入至腔体1底部，以加快空气的排出速度。优选地，所述进气导管2的内径沿气体流通方向逐渐减小，以提高进气导管2出口处氮气的流速。可选地，所述进气导管2和出气导管3上各设置有一插孔；所述启闭装置为设置在所述插孔内的旋转活塞5；所述旋转活塞5沿气体流通方向设置有一通孔，用于气体流通。通过旋转插孔内的旋转活塞5使所述通孔与导管连通或断开，实现导管的开启或关闭。优选地，所述样品导管4内壁设置有螺纹，用于与所述橡胶堵头6形成密封，防止装置内的气体泄漏。可选地，所述中空腔体1、进气导管2、出气导管3和样品导管4一体成型，减少装置装配的时间。可选地，所述中空腔体1、进气导管2、出气导管3、样品导管4及旋转活塞5由玻璃制成，即所述装置除橡胶堵头外均由玻璃制成，可以大大节省生产成本。
上述简易制备VOC气体的装置的使用方法，具体包括以下步骤：
步骤1：在室温T下用水装满上述的简易制备VOC气体的装置，然后量出水的体积V，即为装置的容积；可选地，重复步骤1多次，计算多次量出水的体积V的平均值；
步骤2：将多个用于搅拌混合气体的四氟乙烯颗粒放入所述装置内；
步骤3：打开进气导管2向所述装置内冲入一段时间的氮气，以排空装置内的空气，减少空气中杂质对VOC气体的影响，同时打开出气导管3和样品导管4，以保持装置与大气连通；
步骤4：装置内空气排出干净后，关闭进气导管2、出气导管3并用橡胶堵头6堵住样品导管4，以保持装置内处于一个大气压P的状态；
步骤5：由理想气体状态方程PV＝n氮气RT，式中R为理想气体常数，计算得到氮气的摩尔数n氮气；进而根据需要制备的VOC气体摩尔百分比(nvoc/(nvoc+n氮气))计算得到需要向装置内加入的液态VOC的摩尔数nvoc；
步骤6：将液态VOC通过针筒打入塞有橡胶堵头6的样品导管4中，并用加热器，可选择吹风机，对所述装置加热，直至液态VOC完全气化；
步骤7：用手摇晃所述装置，利用聚四氟乙烯颗粒搅拌装置内的混合气体，制得VOC气体。
步骤8：通过针筒打入塞有橡胶堵头6的样品导管4中，将所制备的VOC气体抽出。
综上所述，本实用新型可直接在玻璃容器上操作，氮气的摩尔数按照一个大气压的压力来算，因此不需要用到高压氮气配气装置和电子天平，简单易操作。使用方便，随时可以配制需要的浓度。快捷，马上配马上用，不需要混合装置混匀，直接用手摇匀。现有技术的混合装置按照气瓶不断滚动的原理，帮助内部气体混匀，因里面没有添加聚四氟乙烯，混匀至少需要2个小时，而本实用新型混匀仅需要1-2分钟即可。经济实惠，只需购买小瓶装液态VOC原料，并可以多次使用。特别适合实验室做标准曲线用，可以多点少量多次使用。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。