[实用新型]常温下处于液态的气体标准物质发生系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体标准物质的制备领域，具体为一种常温下处于液态的气体标准物质发生系统。

背景技术

在气体标准物质的制备领域，气体标准物质的制备主要分为静态法（称量法，分压法，容量比混合法，静态容量法）和动态法（渗透法，扩散法，流量比混合法等），在静态法中称量法和分压法制备的标准气体主要储存于高压或者是加压钢瓶中，由于容器和包装气体之间会发生物理吸附或者是化学等器壁反应，因而要稳定地存在对于有些活波性气体或腐蚀性气体难以实现，且制备的含量范围也收到限制。而动态法中的渗透法和扩散法正好能弥补这一不足，其可以用已知纯度的物质直接配置标准气体，也可以将已知含量的高压包装的标准气体进行稀释，配置的气体含量范围可以按照需要的范围进行任意选择配置。

现有标准气体的配置主要采用静态法，动态法也有部分使用，但是根据其各自原理的不同各有优缺点，其中流量比混合法根据ISO6145-7：2001中能够配置出ppm的标准气体，但是其占据的空间较大，操作较复杂；渗透法和扩散法根据ISO6145-10，8-2002中可以配置出10^-9~10^-6浓度的气体，但是渗透法具有一定的使用期限。

对于扩散管法配置气体标准物质，现在研究的学者也较多，但是此处还存在一个问题，就是一般的扩散管动态配气装置中的混合装置使用三通，通过其混合的气体具有间歇性稳定性，气体不能充分混合均匀，有必要进行改进。

发明内容

本实用新型的目的是为解决现有技术中气体混合不均匀，提供一种新型的气体标准物质发生系统。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种常温下处于液态的气体标准物质发生系统，包括稀释气管路和背景气管路，所述稀释气管路和背景气管路均分别依次连接有压力表、第一稳流装置、干燥装置、第二稳流装置以及流量计，所述背景气管路的出口连接气体发生装置的进口，所述气体发生装置内设有控温炉，所述控温炉内放有扩散管，所述气体发生装置的出口通过管路与混合装置的配制气体进气口连接；所述稀释气管路的出口与混合装置的稀释气体进气口连接。

所述混合装置包括箱体，所述箱体内通过小孔湍流挡板分成混合前腔和混合后腔，所述混合前腔上设置有配制气体进气口和稀释气体进气口，所述配制气体进气口和稀释气体进气口位于同一平面、且呈垂直分布；所述混合后腔上设置有混合气体出口。

所述混合装置的混合气体出口通过一分支管路连接标准气体使用系统、通过安装有阀门的另一分支管路连接尾气处理装置。

常温下为液态的组分气置于扩散管中。压力表一端与气源管路连接，气源管路与压缩空气源相通，压力表另一端通过连接管路与流量控制装置（第一稳流装置、干燥装置、第二稳流装置以及流量计），一路背景气气流通过连接管路输送气体至气体发生装置中，从气体发生装置中以一定流量带出扩散管中所蒸发出来的组分气体至混合装置中，另一路以需要的稀释气流量进入混合装置中，经过混合装置后混合气体一路作为标准气体使用、另一路经过尾气处理装置进行无害化处理。

本发生系统将欲配置气体组分储存于合适的扩散管中，在稳定的温度下，其气体蒸气沿着均匀的毛细管扩散，背景气以已知流量通过毛细管的另一端与组分气混合制成标准混合气体。通过改变另一路稀释气流量可以获得不同浓度含量的标准气体。

使用时，首先关闭通往尾气处理装置的阀门，使得配制好的标准气体进入标准气体使用装置。接通电源，使得控温炉的温度达到所需温度，装入盛有欲配置组分的扩散管，打开气源，通入背景气和稀释气。调节稀释气流量至所需流量，即可得到欲配置含量的标准气体。使用完毕后，关闭标准气体使用装置，打开通往尾气处理装置的阀门，进行尾气处理后排入大气中。其中，采用温度控制精度达到0.1℃的控温炉控制发生装置的温度，可以保证发生出来的气体稳定性；误差为1%的流量计保证配气过程中流量的精确控制；设计的垂直进气口，小孔湍流挡板式混合装置能保证气体混合的均匀性。此装置的应用可以实现在线式配置标准气体，现配现用。

进一步地，为了使得配制气和稀释气混合的更加均匀，所述混合装置中混合前腔的体积大于混合后腔的体积。位于小孔湍流挡板上的同心圆上开设有湍流孔，位于同一圆上的湍流孔的孔径相等，随同心圆的半径增大而湍流孔的孔径增大。混合装置中采用两个垂直进气口和小孔挡板式湍流混合。把从发生装置中得到的配制气体和稀释气以垂直的方式进入混合装置，再在其混合后通过小孔湍流混合挡板能够保证得到均匀的所需浓度的混合气体，能够很好的解决所配置标准气体的混合均匀性问题。