[實用新型]一種采用液態標準物質制備標準氣體的裝置

有效

• 申請號: 201720184801.7
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN206519046U
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 鄭海明;馮帥帥;于欽祥;劉月美
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: B01F3/02
• 分類號: B01F3/02;B01F5/02;B01F15/04;B01F15/02;B01F15/06;B01F3/20;G01N1/28
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 周曉萍,李羨民

技術領域

本實用新型涉及標準氣體的制備裝置，特別是一種采用液態標準物質制備標準氣體的裝置。

背景技術

常溫下液態物質的標準氣體的制備主要有以下兩種方法：稱重法和擴散法。稱重法主要采用了小安瓿瓶。經過對小安瓿瓶的處理和稱重，將固定質量的標準混合液吸入安瓿瓶中，安瓿瓶置于配氣瓶中，對配氣瓶進行負壓處理，將安瓿瓶震碎使其內部的液體揮發，從而得到標準氣體。此法的優點是可得到精確濃度的標準氣體，缺點在于只能制備具有揮發性液體的物質且較低濃度的標準氣體制備困難。擴散法是依據一定溫度下揮發性液體在擴散瓶中的擴散作用，通過零氣的吹掃稀釋從而得到標準氣體。這種方法主要依靠一定溫度下液體的自動揮發，故對難揮發液體不適用，且由于擴散瓶本身的誤差，制備所得的標準氣體濃度有較大偏差。

BTEX(苯、甲苯、乙基苯、鄰/間/對二甲苯)屬于單環芳烴類質，常溫下屬液相混合物。作為化工原料，BTEX廣泛應用于農藥、塑料和合成纖維等制造業。在生產、儲存和運輸過程中，BTEX容易釋放到環境內，造成環境污染，并對生態系統和人體健康構成危害。BTEX是揮發性有機物(VOCs)的主要組成部分，其含量是表征空氣污染的重要指標。BTEX標準氣體作為環保標準氣體的一種，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、分析方法的評價等領域。無論是實驗室分析還是現場(在線)分析，都需要有大量高質量的標準氣體。因此業內迫切需要一種能夠準確制備系列濃度的BTEX混合標準氣體的裝置。

實用新型內容

本實用新型用于解決已有技術之缺陷，提供一種采用液態標準物質制備標準氣體的裝置。所述裝置實現了液體狀態的標準物質轉化為氣體狀態的標準物質，既能夠保證較高的精確度，又能夠提供較寬的濃度范圍。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案如下：

一種采用液態標準物質制備標準氣體的裝置，包括物料系統和霧化系統，所述物料系統包括氮氣源、氣體流量控制器、液態標準物質儲罐和蠕動泵，所述氣體流量控制器的輸入端通過PTFE管與氮氣源相連，輸出端通過PTFE管與氣體混合室的入口端相連，所述蠕動泵的輸入端通過硅膠軟管與液態標準物質儲罐聯通，輸出端連接霧化器；所述霧化系統包括霧化器和氣體混合室，所述霧化器為超聲換能片，所述霧化器入口通過硅膠軟管與蠕動泵聯通，出口通過PTFE管與氣體混合室的側面聯通，所述氣體混合室為圓臺結構。

此裝置包括檢測系統，所述檢測系統包括高壓氙燈、吸收池、數據采集系統和PC數據處理系統；所述高壓氙燈發出的光照射吸收池中的混合氣體，所述數據采集系統將采集到的光譜數據傳輸到PC數據處理系統。

增設加熱構件，所述加熱構件采用加熱帶包裹在氣體混合室外。

增設過濾網，所述過濾網的輸入端通過PTFE管與氣體混合室出口端相連，輸出端通過PTFE管與殼體外的吸收池相連接。

增設廢液回收裝置，所述廢液回收裝置置于殼體外，與氣體混合室的入口端下沿通過硅膠軟管連接。

本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型采用超聲波振蕩將液體狀態下的液體分子打散霧化，輔助加熱能夠更加充分地氣化，實現了液態標準物質轉變為標準氣體；此方法可通過調解氮氣和標準混合液的流量配置，制備系列預設濃度的標準氣體；采用紫外差分吸收光譜技術檢測混合氣體，操作方便，價格便宜；在氣體混合室下設置廢液回收裝置，可實現混合液的回收再利用，以達到節約環保的目的。本實用新型結構簡單，操作方便，能夠拓展實現諸多液體標準物質轉變為標準氣體的操作。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖中各標號分別表示為：

1、氮氣源；2、PTFE管；3、氣體流量控制器；4、液態標準物質儲罐；5、硅膠軟管；6、蠕動泵；7、霧化器；8、氣體混合室；9、加熱構件；10、過濾網；11、高壓氙燈；12、吸收池；13、廢氣流出端；14、數據采集系統；15、PC數據處理系統；16、廢液回收裝置；17、殼體；18、標氣出口。

具體實施方式

參考圖1，本實用新型包括物料系統、霧化系統、檢測系統和廢液回收裝置，具體流程如下所述。

實驗流程分為兩路進行，一路氮氣為惰性氣體，其流速由氣體流量控制器(3)控制。另一路為BTEX標準混合液，通過蠕動泵(6)抽取進入霧化器(7)，利用超聲換能片的高頻振蕩將BTEX標準混合液打散霧化，使得標液轉變為微小液滴。氮氣與霧化后的小液滴在氣體混合室(8)內混合。氣體混合室為圓臺形，通過ansys流體力學分析，該結構保證了氣體混合室內產生的回旋流能夠使得氣體充分的混合，并保證了混合氣體能夠順利的流出。包裹在氣體混合室(8)外的加熱構件(9)采用加熱帶，通電加熱將溫度提升至液體氣化的狀態，此加熱構件(9)通過外界溫度控制模塊控制加熱，在設定范圍內通電加熱，設定溫度范圍外斷電，其控制溫度誤差范圍在±4℃。通過另一路氮氣的吹掃，使混合氣體進入到過濾網(10)進行過濾除雜，輸出端通過PTFE管通入到吸收池(12)，在高壓氙燈(11)的照射下，固定波段內的混合氣體吸收部分光強，這種變化被數據采集系統(14)采集并將數據傳輸到PC數據處理系統(15)，通過MATLAB對數據進行處理得出制備的BTEX混合標準氣體的濃度。并通過調整氣體流量控制器(3)和蠕動泵(6)的流量設置，進而調整氣體流量和液體流量，以實現制備系列濃度的BTEX混合標準氣體。