[發(fā)明專利]一種多組分低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)發(fā)生裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210073801.1
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN102614803A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫金漢;張寅平;徐秋健;王紅廣
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: B01F15/02
• 分類號: B01F15/02;B01F3/04;B01F3/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多組分低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)發(fā)生裝置，屬于標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生領(lǐng)域。

背景技術(shù)

室內(nèi)空氣品質(zhì)顯著影響人們的舒適、健康和工作效率，越來越受到人們的關(guān)注。而室內(nèi)物品和裝修裝飾材料釋放的有機(jī)揮發(fā)性化合物(VOCs)濃度過高，是造成室內(nèi)空氣品質(zhì)低劣的主要原因之一。為保證安全舒適的室內(nèi)環(huán)境，許多空氣凈化材料被廣泛應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境，譬如活性炭吸附材料、納米二氧化鈦光催化材料、室溫?zé)岽呋牧系取Ｒ虼藱z測這些空氣凈化材料的性能十分重要。通用的檢測方法是首先配置恒定濃度的污染氣體，然后經(jīng)由含有這些空氣凈化材料的凈化部件，通過監(jiān)測凈化部件出口濃度來評估這些材料的性能。其難點(diǎn)在于如何同時(shí)恒定發(fā)生多組分低濃度的污染氣體。

目前常用的方法是使用標(biāo)氣瓶來產(chǎn)生穩(wěn)定濃度的污染氣體，但其缺點(diǎn)是難以維持長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，譬如長達(dá)1周的吸附穿透實(shí)驗(yàn)；此外，每次更換標(biāo)氣瓶，其發(fā)生濃度均需較長時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定；而且當(dāng)需研究多種污染氣體同時(shí)存在情況下的凈化效果時(shí)候，往往需配置多個(gè)標(biāo)氣瓶以及多個(gè)質(zhì)量流量控制器，不僅系統(tǒng)復(fù)雜，而且價(jià)格昂貴，大大增加了實(shí)驗(yàn)成本。我國國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心開發(fā)了擴(kuò)散管標(biāo)準(zhǔn)氣體及其動(dòng)態(tài)配氣裝置，該裝置基于擴(kuò)散管或滲透管原理，當(dāng)需發(fā)生多種污染氣體時(shí)，需配置多個(gè)擴(kuò)散管或滲透管，價(jià)格昂貴，而且每個(gè)擴(kuò)散管或滲透管的污染氣體產(chǎn)生速率是固定的，當(dāng)需改變產(chǎn)生速率，則需要購置新的擴(kuò)散管或滲透管，不僅增加了實(shí)驗(yàn)成本，而且還難以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。另外，也可通過稀釋的方式來調(diào)整所產(chǎn)生氣體濃度，但在配置低濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)，稀釋氣體的量相對載氣而言是相當(dāng)大的。在稀釋氣體的量遠(yuǎn)大于載氣的情況下，通過改變稀釋氣體的量來改變最終所得混合污染氣體的濃度是非常低效的，同時(shí)也引入了稀釋誤差，對稀釋流量控制要求嚴(yán)苛。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種多組分低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)發(fā)生裝置，以克服現(xiàn)有污染氣體動(dòng)態(tài)發(fā)生方法的不足，成本低、精度高地利用液體注射泵來產(chǎn)生0.01～20mg/m³濃度范圍的多組分低濃度氣體，獲得所需濃度的多組分低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體。

本發(fā)明提出的多組分低濃度氣體動(dòng)態(tài)發(fā)生裝置，包括：載氣氣源、污染氣體氣源、加濕罐、液體注射泵、集氣器、恒溫加熱套、微孔加濕頭、毛細(xì)管噴頭和旁通閥；所述的載氣氣源出口通過管道與加濕罐相連，載氣氣源與加濕罐相連的管道上設(shè)有第一流量控制器和旁通閥，加濕罐并聯(lián)在旁通閥的進(jìn)口端和出口端；所述的微孔加濕頭置于加濕罐中，微孔加濕頭通過管道同時(shí)與第一流量控制器的出口端和旁通閥的進(jìn)口端相連；旁通閥的出口端與集氣器相連；所述的污染氣體氣源通過管道與集氣器相連，污染氣體氣源與集氣器相連的管道上設(shè)有第二流量控制器；所述的毛細(xì)管噴頭置于集氣器中；所述的液體注射泵通過管道與集氣器中的毛細(xì)管噴頭相連；所述的恒溫加熱套包裹在集氣器的外部；集氣器上設(shè)有多組分低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體。

本發(fā)明提出的多組分低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體動(dòng)態(tài)發(fā)生裝置，根據(jù)室內(nèi)有機(jī)污染物可相互互溶的特性，采用液體注射泵的方式，簡單、精確地實(shí)現(xiàn)多種有機(jī)污染物的配比，并由液體注射泵通過毛細(xì)管噴頭注入配氣系統(tǒng)，由于注入量很小(約為0.01nL/min)，可在配氣系統(tǒng)的集氣器中迅速揮發(fā)成氣體。液體注射泵可由可編程控制程序控制不同的液體注入速率，可在實(shí)驗(yàn)過程中隨時(shí)改變，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果快速調(diào)整不同濃度的發(fā)生。本發(fā)明氣體動(dòng)態(tài)發(fā)生裝置可同時(shí)產(chǎn)生0.01～20mg/m³濃度范圍的多組分低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體。本發(fā)明裝置可應(yīng)用于科研、環(huán)境、化學(xué)、化工等多個(gè)領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的提出的多組分低濃度氣體動(dòng)態(tài)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明裝置中使用的毛細(xì)管噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中，1是載氣氣源，2是第一流量控制器，3是加濕罐，4是微孔加濕頭，5是旁通閥，6是污染氣體氣源，7是第二流量控制器，8是液體注射泵，9是集氣器，10是毛細(xì)管噴頭，11是恒溫加熱套，12是多組分低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體出口。

具體實(shí)施方式