[發明專利]一種用于微量氣體連續自動配制的系統和方法

在審

• 申請號: 202110038792.1
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112880758A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 高鵬;盛武林
• 申請（專利權）人: 大連銳格新能源科技有限公司
• 主分類號: G01F1/56
• 分類號: G01F1/56
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 胡景波

一種用于微量氣體連續自動配制的系統和方法，微量氣體配制領域。本發明的系統包括主氣控制單元、微量氣體控制單元、平衡氣控制單元、切換閥單元、氣體混合單元、輸送控制單元。本發明用于微量氣體連續自動配制的方法，采用定量環向具有定量的主成分氣體的氣袋供應定量的微量氣體，混勻后，再經過連續定比例配氣的方式，做進一步的連續化混氣。本發明適應性強，有利于實驗或生產中的使用氣體組分連續銜接，包括不同的種類，可以減少對比技術中容積法所需要的少量氣體也需要大量氣體配制的不靈活和浪費的問題，也能夠避免連續法中成分變動需要更換阻尼毛細管等引起中斷的問題。

技術領域

本發明屬于微量氣體配制領域，具體涉及一種用于微量氣體連續自動配制的系統和方法。

背景技術

配制微量氣體一般是指目標組分在總氣體中含量在mmol/mol甚至μmol/mol以下的組分配比。微量氣體配制技術應用非常廣泛，在常規化學反應、燃料電池、環境檢測、農業種植、大氣仿真、精密電子、醫療與生物等領域成為常見的應用技術。微量氣體配制方法主要分為五種，即重量法、壓力比法、質量流量比法、靜態容量法和滲透管法，其中，前三項應用比較廣泛。

由于應用要求的提高和技術的不完善，近年仍出現很多力圖提供方便、快捷和準確的配氣技術。

如專利CN102698645B、CN102921338B采用單級或多級的定容積的容器，經過不同氣體補加與混合檢測，再調整比例以達到設定比例的方法，間歇且需要至少在一個比較大的總體積以上才能使用。專利CN104162372B提供一種水-氣置換技術，屬于間歇式供應，也不具備大流量控制的方便條件，需要接受該氣體的環境保持精確的壓力穩定，否則自動發生快速的體積變化引起輸出流量速度的大幅度變化，包括倒吸。

專利CN104248919B、CN211913375U對配比中的微量氣體采用阻尼管提供穩定的流量控制，設置和改變阻尼管長度需要檢測驗證，應用上并不方便，不具備自動快速改變組分的能力。CN104303126B提供分子量變化測定達到調整配比的目的，在分子量相近或添加比例微小的氣體則不適用。

專利CN201711444272.0使用空化混合器，具有連續供氣和混合效果比較好的優點，但是受到射流原理的限制，其流量范圍和配比受到一定限制。

專利CN104785134B提供等壓的氣體配比方法，適合于流量接近的氣體配比。專利CN104959049B提供大比例配氣技術，但是采用的稱量法需要微量氣體的總質量比較大，適合大量用氣場合。

CN111220445A提出一種動態配氣技術，采用膜擴散方式配制稀釋氣體，主要用于揮發性液體場合。

CN203853061U提出一種連續化配氣技術，實質是連續地為多個獨立的容器采用補壓補加方式間歇地配制多個定容的混合氣。CN102921338B屬于四通閥或六通閥的定量環配氣方式，適合于常壓配氣，對于輸出高于大氣壓，以及連續供氣和在線變比例，不具有適應性，

專利CN208800039U、CN205988708U、CN209155690U等則采用定容的高壓氣瓶轉動方法提供定容積配制混合氣的混勻方法，體積大，效率低，對于微量組分的配比混合均勻更加困難一些。

現有提出的技術在連續性、可變性、自動化、比例或總量靈活性等方面尚需要改進，以適應各行業日益提高的技術要求，這項技術有很多問題需要解決或者提高。

發明內容

針對上述不足本發明提供一種用于微量氣體連續自動配制的系統和方法，該系統具有氣體組分的連續可調和大范圍比例變化的特點，有利于各種需要定量配置多種氣體混合物，特別是配制微量組分的應用場合。既可以用于連續供應氣體混合物，也可以用于間歇的定量配置。

本發明解決技術問題采用的系統包括主氣控制單元、微量氣體控制單元、平衡氣控制單元、切換閥單元、氣體混合單元、輸送控制單元。