[实用新型]一种采用液态标准物质制备标准气体的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及标准气体的制备装置，特别是一种采用液态标准物质制备标准气体的装置。

背景技术

常温下液态物质的标准气体的制备主要有以下两种方法：称重法和扩散法。称重法主要采用了小安瓿瓶。经过对小安瓿瓶的处理和称重，将固定质量的标准混合液吸入安瓿瓶中，安瓿瓶置于配气瓶中，对配气瓶进行负压处理，将安瓿瓶震碎使其内部的液体挥发，从而得到标准气体。此法的优点是可得到精确浓度的标准气体，缺点在于只能制备具有挥发性液体的物质且较低浓度的标准气体制备困难。扩散法是依据一定温度下挥发性液体在扩散瓶中的扩散作用，通过零气的吹扫稀释从而得到标准气体。这种方法主要依靠一定温度下液体的自动挥发，故对难挥发液体不适用，且由于扩散瓶本身的误差，制备所得的标准气体浓度有较大偏差。

BTEX(苯、甲苯、乙基苯、邻/间/对二甲苯)属于单环芳烃类质，常温下属液相混合物。作为化工原料，BTEX广泛应用于农药、塑料和合成纤维等制造业。在生产、储存和运输过程中，BTEX容易释放到环境内，造成环境污染，并对生态系统和人体健康构成危害。BTEX是挥发性有机物(VOCs)的主要组成部分，其含量是表征空气污染的重要指标。BTEX标准气体作为环保标准气体的一种，应用于产品质量监督和质量控制、仪器仪表的校准、大气环境监测、分析方法的评价等领域。无论是实验室分析还是现场(在线)分析，都需要有大量高质量的标准气体。因此业内迫切需要一种能够准确制备系列浓度的BTEX混合标准气体的装置。

实用新型内容

本实用新型用于解决已有技术之缺陷，提供一种采用液态标准物质制备标准气体的装置。所述装置实现了液体状态的标准物质转化为气体状态的标准物质，既能够保证较高的精确度，又能够提供较宽的浓度范围。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案如下：

一种采用液态标准物质制备标准气体的装置，包括物料系统和雾化系统，所述物料系统包括氮气源、气体流量控制器、液态标准物质储罐和蠕动泵，所述气体流量控制器的输入端通过PTFE管与氮气源相连，输出端通过PTFE管与气体混合室的入口端相连，所述蠕动泵的输入端通过硅胶软管与液态标准物质储罐联通，输出端连接雾化器；所述雾化系统包括雾化器和气体混合室，所述雾化器为超声换能片，所述雾化器入口通过硅胶软管与蠕动泵联通，出口通过PTFE管与气体混合室的侧面联通，所述气体混合室为圆台结构。

此装置包括检测系统，所述检测系统包括高压氙灯、吸收池、数据采集系统和PC数据处理系统；所述高压氙灯发出的光照射吸收池中的混合气体，所述数据采集系统将采集到的光谱数据传输到PC数据处理系统。

增设加热构件，所述加热构件采用加热带包裹在气体混合室外。

增设过滤网，所述过滤网的输入端通过PTFE管与气体混合室出口端相连，输出端通过PTFE管与壳体外的吸收池相连接。

增设废液回收装置，所述废液回收装置置于壳体外，与气体混合室的入口端下沿通过硅胶软管连接。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型采用超声波振荡将液体状态下的液体分子打散雾化，辅助加热能够更加充分地气化，实现了液态标准物质转变为标准气体；此方法可通过调解氮气和标准混合液的流量配置，制备系列预设浓度的标准气体；采用紫外差分吸收光谱技术检测混合气体，操作方便，价格便宜；在气体混合室下设置废液回收装置，可实现混合液的回收再利用，以达到节约环保的目的。本实用新型结构简单，操作方便，能够拓展实现诸多液体标准物质转变为标准气体的操作。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中各标号分别表示为：

1、氮气源；2、PTFE管；3、气体流量控制器；4、液态标准物质储罐；5、硅胶软管；6、蠕动泵；7、雾化器；8、气体混合室；9、加热构件；10、过滤网；11、高压氙灯；12、吸收池；13、废气流出端；14、数据采集系统；15、PC数据处理系统；16、废液回收装置；17、壳体；18、标气出口。

具体实施方式

参考图1，本实用新型包括物料系统、雾化系统、检测系统和废液回收装置，具体流程如下所述。

实验流程分为两路进行，一路氮气为惰性气体，其流速由气体流量控制器(3)控制。另一路为BTEX标准混合液，通过蠕动泵(6)抽取进入雾化器(7)，利用超声换能片的高频振荡将BTEX标准混合液打散雾化，使得标液转变为微小液滴。氮气与雾化后的小液滴在气体混合室(8)内混合。气体混合室为圆台形，通过ansys流体力学分析，该结构保证了气体混合室内产生的回旋流能够使得气体充分的混合，并保证了混合气体能够顺利的流出。包裹在气体混合室(8)外的加热构件(9)采用加热带，通电加热将温度提升至液体气化的状态，此加热构件(9)通过外界温度控制模块控制加热，在设定范围内通电加热，设定温度范围外断电，其控制温度误差范围在±4℃。通过另一路氮气的吹扫，使混合气体进入到过滤网(10)进行过滤除杂，输出端通过PTFE管通入到吸收池(12)，在高压氙灯(11)的照射下，固定波段内的混合气体吸收部分光强，这种变化被数据采集系统(14)采集并将数据传输到PC数据处理系统(15)，通过MATLAB对数据进行处理得出制备的BTEX混合标准气体的浓度。并通过调整气体流量控制器(3)和蠕动泵(6)的流量设置，进而调整气体流量和液体流量，以实现制备系列浓度的BTEX混合标准气体。