[發明專利]一種超低濃度流動配氣系統及配氣方法

有效

• 申請號: 202110716891.0
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113607882B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 錢顯威;鄒杰;簡家文;李雪賓;謝建軍
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N1/38;B01D1/30;B01F23/10;B01F35/22;B01F35/83;B01F35/90
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 陳怡菁

本發明公開了一種超低濃度流動配氣系統及配氣方法，特點是：包括氣體質量流量控制模塊，用于控制背景氣和測試氣以一定的質量流量進入系統；可揮發性有機物（VOCs）注入控制模塊，用于實現液態VOCs以一定的流速注入管路；配氣控制模塊，包括對液態VOCs進行汽化的加熱裝置、用于溫度保持的恒溫裝置以及對測試氣的二次配氣裝置；主控制模塊，與氣體質量流量控制模塊連接用于控制背景氣和測試氣的質量流量，與VOCs注入控制模塊連接用于控制液態VOCs注入的開閉及流速，與配氣控制模塊連接用于控制加熱、恒溫溫度并接收反饋數據以及控制二次配氣的濃度；優點是：能夠將氣氣液氣調配成任意ppb級超低濃度值的測試氣，實時流動配氣，控制精準、配氣準確、穩定性好。

技術領域

本發明涉及超低濃度配氣裝置領域，尤其涉及一種超低濃度流動配氣系統及配氣方法。

背景技術

配氣裝置廣泛應用在生產生活、工業測試、實驗科研等領域，是標定、調配氣體濃度的核心裝置。如在傳感器等敏感材料的測試過程中，需要隨著時間變化在傳感器等敏感材料的測試腔內實時動態通入不同濃度值的背景氣體和測試氣體。背景氣體的濃度一般在ppm（parts?per?million，百萬分比）級，通常可以通過MFC（Mass?Flow?Controller，氣體質量流量控制器）配氣來實現。但是測試氣體的濃度常常需要達到ppb（parts?per?billion，十億分比）級，如果單純只靠MFC來配氣精度不足，其配氣效果差強人意。

在傳感器等敏感材料的測試過程中通入測試氣體時，需要對已有的標準氣進行稀釋，以得到該含有一定量某成分的測試氣體。而某些成分，特別是有機物質，在常溫常壓下通常以液體的形式存在，如甲醇、乙醇、乙醚、苯、環戊烷、環氧乙烷、丙酮等VOCs（volatileorganic?compounds,?可揮發性有機化合物）。需要將這些以液體形式存在的成分精確配制成我們所需獲得的ppb級超低濃度的測試氣體，在國內外對液氣配比技術上均有難度。低濃度的配氣裝置在國內外的媒體上均有一定的研制報導，但是能實現ppb或更低級的超低濃度流動配氣裝置和系統則較為罕見。

而對于現有市場上的一些據稱可以配制出ppb級氣體濃度的配氣裝置，其實際依賴于MFC機器本身的配氣精度以及所使用的氣體源或液體源的濃度，在實際應用中難以實現精準的配氣，配氣效果較差，且不成系統。

因此亟需一種不依賴于MFC精度及氣源濃度的，高精度、高質量、系統化、穩定性好的ppb級超低濃度流動配氣系統。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的不足，本發明提供一種超低濃度流動配氣系統及配氣方法，能夠將氣體和氣體、氣體和液體調配成任意ppb級超低濃度值的測試氣，且能夠實時流動配氣，控制精準、配氣準確、穩定性好。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種超低濃度流動配氣系統，包括：

氣體質量流量控制模塊，用于控制背景氣和測試氣以一定的質量和流量進入配氣系統；

VOCs注入控制模塊，用于實現液態VOCs以一定的流速注入管路；

配氣控制模塊，包括對所述的VOCs注入控制模塊注入的液體進行汽化的加熱裝置、用于對汽化后的VOCs進行溫度維持的恒溫裝置以及用于對測試氣進行二次濃度調配的二次配氣裝置；

主控制模塊，與所述的氣體質量流量控制模塊連接用于控制背景氣和測試氣的質量和流量，與所述的VOCs注入控制模塊連接用于控制液態VOCs注入的開閉及流速，與所述的配氣控制模塊連接用于控制加熱及恒溫溫度并接收反饋數據，以及控制二次配氣的濃度。