標準混合氣體制備裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種標準混合氣體制備裝置，包括原料氣供氣裝置、原料氣流量比值控制裝置、平衡氣供氣裝置、平衡氣流量比值控制裝置、壓力穩定裝置、輸出壓力穩定裝置、混合氣選通緩存裝置、混合氣選通輸出裝置、混合氣輸出控制裝置和電腦程序控制顯示裝置。標準混合氣體制備裝置可以實現連續生產各種組分比例的標準混合氣體，且整個混合氣體的生產過程實現了完全自動控制運行，通過電腦程序控制顯示裝置可以隨時在線程序設定各種配制參數，并且在屏幕即時顯示過程及結果，實現了高精度的混合氣體混合、自動緩沖存儲及輸出。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種標準混合氣體制備裝置，主要用于煤礦氣體檢測設備傳感器校準、產品質量監督和質量控制、儀器儀表的校準、大氣環境監測、醫療衛生、臨床檢驗、分析方法的評價等。
技術介紹
標準混合氣體是用一種高純氣體作稀釋氣(又稱平衡氣或背景氣)，再添加一種或幾種其它的高純氣體(又稱組分氣或摻雜氣)配制而成。標準混合氣體中組分的含量可以從1X10-6到50%范圍內任意選擇，標準氣體的配制方法主要有稱量法、分壓法、體積法、滲透法、飽和法、電解法、指數稀釋法、流量比混合法等，從氣體動力學的角度分為靜態配氣法和動態配氣法。靜態配氣法是把一定量的氣態或蒸氣態的原料氣體加入已知容積的容器中，再充入稀釋氣體，混勻制得。這種配氣法的優點是設備簡單、操作容易，但因有些氣體化學性質較活潑，長時間與容器壁接觸可能發生化學反應，適用于活潑性較差且用量不大的標準氣體的配制。動態配氣法是使已知濃度的原料氣體與稀釋氣體按恒定比例連續不斷地進入混合器混合，從而可以連續不斷地配制并供給一定濃度的標準氣體。這種方法缺點是所用儀器設備較靜態配氣法復雜。重量法該方法應用高載荷精密天平稱量裝入鋼瓶中的各氣體組分，根據各組分的質量t匕，計算出鋼瓶中標準氣的濃度。將配氣鋼瓶進行預處理，除去銹跡和污垢，并經水壓試驗合格，然后在烘箱中減壓加熱，冷卻后除去水氣，再用稀釋氣體沖洗。要求裝入鋼瓶中的各組分氣體對鋼瓶材料無腐蝕和吸附等作用。該方法在生產效率上與其它方法相比不是最好的方法。但它以質量單位為依據，在精度上比較可靠，因此，被公認為是制備基準氣體的主要方法，各個國家的 基準氣體的配制基本采用重量法。壓力比法這種方法在配制混合氣體時，根據測定各組分的壓力，按指定濃度進行配氣。根據需要可分別使用波爾銅管式壓力計、油壓力計、麥克列奧真空計等。這種方法的特點是，只需要壓力計，沒有壓縮機也可以制備。然而，充填時容易產生壓縮熱，且混合不勻，對指定濃度準確地充填很困難。質量流量比法該方法以流量比率混合的方法進行標準氣體的配制，因此流量的準確測定是保證所配制氣體的關鍵，常用的一些流量測量方法受氣壓和溫度的影響較大，容易影響標準氣體的精度靜態容量法將欲配制組分氣體(或液體)通過注射孔注入一密封容器(混合室)中，同時導入稀釋氣體，測定混合氣體的溫度、壓力。根據配制組分的注入量、容器體積、溫度、壓力計算出標準氣體的濃度。目前，國家標準仍然沿用靜態容量法配氣裝置配氣。這種配氣方法由于壓力和溫度修正的不確定性導致配制的重復性和準確性較差。國家標準物質研究中心于2002年完成了新型靜態容量法配制裝置的研制，該裝置不僅可以準確、方便地配制常溫下組分氣體呈氣態的標準氣體，而且可準確配制常溫下組分氣體呈液態的標準氣體。該法配制的氣體與重量法、動態法配制的氣體以及與國際比對用的標準氣體相比較具有很好的一致性。滲透管法滲透管是一種提供原料氣氣源的設備，主要由裝原料液的小容器和滲透膜組成。小容器由耐腐蝕和耐一定壓力的惰性材料制成，滲透膜用聚四氟乙烯塑料制成帽狀，套在小容器的頸部，其厚度小于1mm。它的塑料帽薄壁部分是滲透面，氣體分子在其蒸氣壓力作用下，通過滲透面向外擴散，單位時間內的滲透量稱為滲透率。滲透管法對于配制低濃度的標準氣是一種較精確的方法，凡是易揮發的液體和能被冷凍或壓縮成液態的氣體都可以用該方法配制標準氣體。該方法已成功地用于二氧化硫、二氧化氮等標準氣體的配制。特殊性質標準氣體的配制性質活潑的標準氣體的配制有些氣體性質特別活潑，極易與氧、水、包裝容器材料發生反應而使濃度發生變化，這些氣體以往都是用安瓿瓶、飽和蒸氣壓等方法少量配制，不宜長途運輸及長期貯存。20世紀80年代，美國NIST及一些特氣公司如SCOTT等通過實驗，研制出鋼瓶的內涂層技術。該技術有效地防止了活性氣體與鋼瓶內壁發生反應，使得氣體的穩定性增大，但氣體的穩定性只限于半年，最長不超過一年，配制濃度低時保存時間較短，而且該法配制的標準氣體沒有形成量值傳遞與溯源。揮發性有機化·合物標準氣體的配制揮發性有機化合物(VOCs)是研究室內空氣污染的重要指標，以前配制此類標準氣體均采用滲透法或擴散法，通過改變溫度和擴散管的幾何形狀而得到不同濃度的標準氣體。美國早在20世紀80年代初期就研制出用毛細管準確稱量微量液體的方法。目前，已經有多達39種可溯源到NIST量值的VOCs標準氣體。近幾年，我國研究人員借鑒NIST的技術，開發出適合我國現有條件的VOCs制備技術。用毛細管法、將高壓氣瓶法用于VOCs標準氣體的配制取得了進展，所制備的標準氣體樣品與國外同類標準的量值相比具有同樣的穩定性能。
技術實現思路
根據以上現有技術中的不足，本技術要解決的技術問題是:提供一種解決了上述缺陷的，實現了高精度的混合氣體混合、自動緩沖存儲及輸出的標準混合氣體制備裝置。本技術所述的標準混合氣體制備裝置包括原料氣供氣裝置、原料氣流量比值控制裝置、平衡氣供氣裝置、平衡氣流量比值控制裝置、壓力穩定裝置、混合氣選通緩存裝置、混合氣選通輸出裝置、混合氣輸出控制裝置和電腦程序控制顯示裝置；壓力穩定裝置包括供氣壓力穩定裝置、平衡氣壓力穩定裝置和輸出壓力穩定裝置；原料氣供氣裝置通過供氣壓力穩定裝置后與原料氣流量比值控制裝置的進氣端相連接，平衡氣供氣裝置通過平衡氣壓力穩定裝置后與平衡氣流量比值控制裝置的進氣端相連，原料氣流量比值控制裝置和平衡氣流量比值控制裝置的出氣端通過輸出壓力穩定裝置后均分別與混合氣選通緩存裝置和混合氣選通輸出裝置相連接，混合氣選通緩存裝置、混合氣選通輸出裝置和混合氣輸出控制裝置依次連接；電腦程序控制顯示裝置分別與原料氣流量比值控制裝置、平衡氣供氣裝置、平衡氣流量比值控制裝置、混合氣選通緩存裝置、混合氣選通輸出裝置、混合氣輸出控制裝置和電腦程序控制顯示裝置相連接。本技術還包括清零裝置，清零裝置分別與原料氣流量比值控制裝置、平衡氣供氣裝置、平衡氣流量比值控制裝置、混合氣選通緩存裝置、混合氣選通輸出裝置、混合氣輸出控制裝置和電腦程序控制顯示裝置相連接。壓力穩定裝置采用公知裝置，能實現穩定氣體壓力即可。所述的原料氣供氣裝置包括多組依次連接的原料氣瓶、減壓閥、原料氣壓力傳感器和原料氣過濾器。所述的原料氣流量比值控制裝置包括多組原料氣質量流量計。組數與原料氣供氣裝置的組數相適應。所述的平衡氣供氣裝置包括依次連接的空氣濾清器、空氣泵、單向閥、平衡氣瓶、壓力開關、調壓器、平衡氣壓力傳感器和平衡氣過濾器。所述的平衡氣流量比值控制裝置包括平衡氣質量流量計。所述的混合氣選通緩存裝置包括多組依次連接的緩沖罐、混合氣壓力傳感器和混合氣選通緩存電磁閥。所述的混合氣選通輸出裝置包括多個混合氣選通輸出電磁閥。所述的混合氣輸出控制裝置包括依次連接的第一輸出電磁閥、穩壓閥、流量計和第二輸出電磁閥，其中第一輸出電磁閥還與標氣出口相連接，第二輸出電磁閥還分別與傳感器口和報警儀相連接。所述的清零裝置包括清零電磁閥和平衡氣供氣裝置。本技術所具有的有益效果是:標準混合氣體制備裝置可以實現連續生產各種組分比例的標準混合氣體，且整個混合氣體的生產過程實現了完全自動控制運行，通過電腦程序控制顯示裝置可以隨時在線程序設定各種配制參數，并且在屏幕即時顯示過程及結果，實現了高本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種標準混合氣體制備裝置，其特征在于：包括原料氣供氣裝置、原料氣流量比值控制裝置、平衡氣供氣裝置、平衡氣流量比值控制裝置、壓力穩定裝置、混合氣選通緩存裝置、混合氣選通輸出裝置、混合氣輸出控制裝置和電腦程序控制顯示裝置；壓力穩定裝置包括供氣壓力穩定裝置（24）、平衡氣壓力穩定裝置（25）和輸出壓力穩定裝置（26）；原料氣供氣裝置通過供氣壓力穩定裝置（24）后與原料氣流量比值控制裝置的進氣端相連接，平衡氣供氣裝置通過平衡氣壓力穩定裝置（25）后與平衡氣流量比值控制裝置的進氣端相連，原料氣流量比值控制裝置和平衡氣流量比值控制裝置的出氣端通過輸出壓力穩定裝置（26）后均分別與混合氣選通緩存裝置和混合氣選通輸出裝置相連接，混合氣選通緩存裝置、混合氣選通輸出裝置和混合氣輸出控制裝置依次連接；電腦程序控制顯示裝置分別與原料氣流量比值控制裝置、平衡氣供氣裝置、平衡氣流量比值控制裝置、混合氣選通緩存裝置、混合氣選通輸出裝置、混合氣輸出控制裝置和電腦程序控制顯示裝置相連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：白光星，白念祥，
申請(專利權)人：淄博祥龍測控技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：