[發明專利]全自動標準氣體配制裝置

有效

• 申請號: 200910017796.0
• 申請日: 2009-09-04
• 公開（公告）號: CN101708442A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 畢海成;王志廣
• 申請（專利權）人: 山東中惠儀器有限公司
• 主分類號: B01F15/04
• 分類號: B01F15/04;B01F3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明提供一種全自動標準氣體配制裝置，屬于電氣自動化技術領域。

背景技術

標準物質的作用是實現準確一致的測量，確保量值溯源。標準氣體廣泛應用于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、分析方法的評價等領域，標準氣體的制備方法有多種，如重量法、靜態容量法以及動態擴散管法等，其中重量法在我國應用最為廣泛。重量法是以質量作為基準的絕對測量方法，具有準確度高的特點，屬國際公認的標準方法。傳統的重量法，其組分氣體的稱量是制備標準氣體的關鍵，由于氣瓶本身質量較大(一般為2～20kg)，而充入的組分氣體質量相對較小(2～20g)，因此對天平要求很高。需采用大載荷(20kg)、小感量(10mg)的高精密天平稱量充入氣瓶的原料氣體，用電子天平[最大載荷(16kg)、感量(0.1g)]稱量充入氣瓶的高壓底氣。為了準確稱量質量很大的氣瓶中所充填的很少量的氣體，除了對天平有很高要求外，還要求保證一定的稱量量。這樣，在稱量操作中很難保證能夠達到很高的準確度。而且，要配制多組分標準氣體時，必須多次精密稱量待配制原料氣的

質量，對操作的穩定性和準確度要求很高，過程十分繁瑣。

采用全自動標準氣體配制裝置，參與配制的原料氣的質量通過質量流量計，由電腦精確計算而得到，計量精度大幅度提高，免除了手工重量法所必須采用的手工稱取原料氣和高壓稀釋底氣的繁瑣過程，提高了自動化水平，并能自動實現任意濃度標準氣體及多組分標準氣體的配制。

發明內容

本發明的目的是提供一種能克服上述缺陷、配制含量準確、效率高、并可實現單個氣瓶的多組分標準氣體的連續配制全自動標準氣體配制裝置。其技術內容為：

包括計算機、設有電磁閥的高壓底氣氣路、設有質量流量計和電磁閥的原料氣氣路、恒溫室、標準氣體配氣瓶、真空泵、溫度測量儀、壓力傳感器和若干電磁閥，其特征在于：在恒溫室內增設六通閥和定量管，其中六通閥的⑤端、⑥端對應接定量管的兩端，④端通過第七電磁閥接真空泵，③端通過原料氣氣路接原料氣，①端接設有第一電磁閥和第二電磁閥的高壓底氣氣路，②端依次經過設有第四電磁閥和第六電磁閥的氣路接真空泵、依次經過設有第四電磁閥和第三電磁閥的氣路接第一電磁閥和第二電磁閥之間的氣路、依次經過設有第四電磁閥和第五電磁閥的氣路接標準氣體配氣瓶，壓力傳感器設置在第五電磁閥與標準氣體配氣瓶之間的氣路上，溫度測量儀、質量流量計、壓力傳感器的輸出端均接計算機，參與配制的原料氣的質量是通過質量流量計的流量信號，經電腦計算而得。

所述的全自動標準氣體配制裝置，原料氣氣路為設有質量流量計和第八電磁閥的一路，輸出端接六通閥的③端。

所述的全自動標準氣體配制裝置，原料氣氣路為多路，每一路上均設有質量流量計和第八電磁閥，輸出端均接六通閥的③端，參與配制的標氣種類可在六通閥的③端接出的管路接點上通過任意添加控制通斷的電磁閥和質量流量計而得到，所配制的同種原料氣也可通過電腦采集質量流量計的流量信號，控制進入定量管的原料氣質量，實現任意濃度標準氣體的配制。

所述的全自動標準氣體配制裝置，恒溫室采用恒溫氣室，配制標準氣體時恒溫室的溫度恒定50℃，將六通閥恒溫到50℃，實現恒溫配氣。

所述的全自動標準氣體配制裝置，標準氣體配氣瓶設置在設有溫度測量儀的容器內。

其工作原理為：六通閥斷電，位于初始位置，對六通閥所在的恒溫室進行50℃恒溫，恒溫時間到，開啟真空泵。打開第五電磁閥、第六電磁閥和第七電磁閥，真空泵通過第七電磁閥分別對定量管、通過第六電磁閥和第五電磁閥對標準氣體配氣瓶抽真空，由壓力傳感器測得抽到規定的極限真空(10Pa)后，關閉第五電磁閥、第六電磁閥和第七電磁閥，關閉真空泵。打開第八電磁閥，原料氣通過質量流量計、第八電磁閥進入定量管，進入定量管的原料氣達到所設定的質量M1后，關閉第八電磁閥。將六通閥通電，使六通閥切換到第二位置。依次打開第一、第二、第四、第五電磁閥，使高壓底氣將連接六通閥的定量管中的原料氣沖入標準氣體配氣瓶。持續一段時間并保證定量管中的原料氣體已全部進入配氣瓶后，關閉第二、第四電磁閥，打開第三電磁閥，高壓底氣通過第一、第三、第五電磁閥繼續對配氣瓶充壓，直到規定的壓力值。由配氣瓶的容積、配氣瓶中高壓底氣的壓力及測得的配氣瓶所在環境的溫度，根據標準氣態方程得到進入配氣瓶的高壓底氣的質量為M2。前述的進入配氣瓶的原料氣的質量M1與混合氣總質量(M1+M2))的比值，即為所配制標準氣體的氣體含量：G＝M1/(M1+M2)，單位換算為PPM值。