CN103977739B - 一种大气环境浓度过氧化物气体发生系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大气环境浓度过氧化物气体发生系统及其方法,所述系统包括零气发生装置,气体发生装置,配气系统和采样系统,气体发生装置包括质量流量控制器和过氧化物气体发生瓶;配气系统包括第一流量控制器,第一气体混合装置,第二流量控制器,第二气体混合装置,第三流量控制器,第三气体混合装置和混合气体源,采样系统包括第一采样装置,第二采样装置和气体测定仪。本发明构造简单、构思巧妙、操作方便、稳定性强、准确度高,可以用于大气过氧化物采样分析方法及其大气化学行为的研究。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体发生系统及其方法,特别是关于一种过氧化物气体发生系统及其方法,具体为一种大气环境浓度的过氧化物气体发生系统及其方法。
背景技术
过去几十年,大气中的过氧化物成为大气化学重点关注的对象。大气过氧化物是液相中(pH<5)氧化SO2为硫酸(H2SO4)或硫酸根离子(SO4 2-)的主要氧化剂,在大气酸化过程中担当重要的角色。同时,过氧化物是大气中OH、HO2等自由基的源和汇,可以指示对流层光化学反应的进程,并与臭氧、氮氧化物等污染物关系密切,帮助理解和控制大气中自由基的分布和臭氧的生成和消减等。此外,过氧化物如HMHP等会破坏植物细胞结构,被认为是森林退化的原因之一。因此,准确分析大气中过氧化物的浓度、了解过氧化物在大气中的化学行为非常重要。大气中的过氧化物在采样过程中会受到环境中O3、SO2、NOx等污染物的干扰,目前这些污染气体、尤其是还没有一种可以非常准确得测定大气过氧化物的方法,此外,过氧化物特别是有机过氧化物在大气中的化学行为也需要进一步的研究。
研究采样方法和大气化学行为,需要一套过氧化物气体发生系统来进行模拟实验。由于大气环境中过氧化物的浓度非常低,H2O2浓度通常在0.1ppbv至2ppbv之间,有机过氧化物的浓度更低,约为H2O2浓度的1/10~1/5,且过氧化物自身极不稳定,因此要模拟发生出环境浓度水平的过氧化物气体并且在该范围内精确可调十分困难。目前文献中记载的过氧化物气体发生系统,较难长时间稳定地发生出低浓度气体,且要调节发生出的气体浓度,往往需要一天左右的时间来使系统稳定,既不便于操作,也限制了发生系统的应用范围。
发明内容
针对以上问题,本发明的目的在于提出一种大气环境浓度过氧化物气体发生系统,其结构简单、操作性强,发生出的气体浓度可以短时间内、在极低的浓度范围内精确调节,可单一或同时添加不同种类混合气体,适用于大气过氧化物采样方法、分析方法及其大气化学行为研究。
本发明的另一目的是提出一种大气环境浓度过氧化物气体发生方法。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现:
一种大气环境浓度过氧化物气体发生系统,所述系统包括零气发生装置,气体发生装置,配气系统和采样系统,所述气体发生装置包括质量流量控制器和过氧化物气体发生瓶,所述过氧化物气体发生瓶具有进气口,出气口和发生液,所述进气口通过管路连接所述质量流量控制器;所述配气系统包括第一流量控制器,第一气体混合装置,第二流量控制器,第二气体混合装置,第三流量控制器,第三气体混合装置和混合气体源,所述采样系统包括第一采样装置,第二采样装置和气体测定仪;所述零气发生装置通过管路分别连接质量流量控制器和第一、二流量控制器,所述第一气体混合装置的第一、二入口通过管路分别连接第一流量控制器的出口和过氧化物气体发生瓶的出口,所述第二气体混合装置的第一、二入口通过管路分别连接第二流量控制器的出口和第一气体混合装置的出口,所述第三气体混合装置的第一、二入口通过管路分别连接第二气体混合装置的第一出口和第三流量控制器的出口,第三流量控制器的入口连接混合气体源,所述第二气体混合装置的第二出口通过管路连接第一采样装置,所述第三气体混合装置的出口通过管路分别连接第二采样装置和气体测定仪。
优选地,所述第二、三气体混合装置之间设有一个与外部空气相通的管路;所述配气系统和采样系统之间也设有一个与外部空气相通的管路。
优选地,所述过氧化物气体发生瓶中的进气口的位置高于发生液的液面高度。
优选地,所述过氧化物气体发生瓶中的发生液为过氧化氢、甲基过氧化氢、羟甲基过氧化氢或乙基过氧化氢。
优选地,所述混合气体源为一个或多个,所述气体测定仪与混合气体源的数量相同,所述气体测定仪分别对应相应的混合气体源。
优选地,所述混合气体源为臭氧源、二氧化硫源、氮氧化物源或挥发性有机物源;所述气体测定仪为臭氧测定仪、二氧化硫测定仪、氮氧化物测定仪或挥发性有机物测定仪。
优选地,所述第二气体混合装置与第一采样装置之间的管路长度与所述第三气体混合装置与第二采样装置之间的管路长度相等;所述第三气体混合装置和第二采样装置之间的管路长度与第三气体混合装置和气体测定仪之间的管路长度相等。
优选地,所述第三气体混合装置与采样系统之间连接有烟雾箱。
优选地,所述混合气体源为多个,混合气体源与第三流量控制器的数量相同,每个第三流量控制器的入口连接对应的混合气体源,第三流量控制器的出口连接第三气体混合装置。
优选地,所述管路为特氟龙管。
本发明还提出了一种大气环境浓度过氧化物气体发生方法,其通过所述的大气环境浓度过氧化物气体发生系统来实现,所述方法包括下述步骤:
1)在过氧化物气体发生瓶中装入过氧化物发生液,设置质量流量控制器的流量为a%,a的取值范围为0-15,开启第一、二流量控制器,切断第二、三气体混合装置之间的连接;
往气体发生系统内打入零空气,使来自于零气发生装置的零空气分别进入气体发生装置和配气系统,进入气体发生装置的零空气通过质量流量控制器进入过氧化物气体发生瓶,将过氧化物气体发生瓶内的过氧化物气体带出发生瓶外,从而产生过氧化物气体;进入配气系统的零空气,一部分通过第一流量控制器进入第一气体混合装置,在第一气体混合装置内与来自过氧化物气体发生瓶的过氧化物气体混合,另一部分通过第二流量控制器作为稀释气体进入第二气体混合装置并与来自第一气体混合装置的气体混合,在第二气体混合装置中混合后的气体为环境浓度等级、未知浓度的过氧化物气体,该气体通过管路进入第一采样装置;
2)对进入第一采样装置的混合气体进行分析,可确定质量流量控制器的流量为a%时气体发生系统最终发生出的过氧化物的浓度;
3)若发生出的过氧化物浓度不符合实验要求,则返回步骤1),重新设置气体发生装置中质量流量控制器的流量,并重复步骤2),即获得所需的大气环境等级过氧化物浓度;
4)保持第二采样装置关闭,连接第二、三气体混合装置,打开混合气体源的开关,向配气系统添加混合气体,初步设置第三流量控制器的流量b%,b的取值范围为0-100,未知浓度的混合气体经过第三流量控制器后进入第三气体混合装置,在第三气体混合装置中与来自第二气体混合装置的稀释气体混合后进入气体测定仪,待配气系统内混合气体浓度稳定后,读取气体测定仪的读数,确定进入配气系统的混合气体的浓度;
5)若混合气体浓度不符合实验要求,则返回步骤4),重新设置第三流量控制器的流量b%,即获得实验所需的混合气体浓度;
6)打开第二采样装置,在步骤3)和步骤5)的基础上分别设置质量流量控制器的流量a%和第三流量控制器的流量b%,向气体发生系统内同时打入零空气及混合气体,过氧化物气体发生瓶中发生的气体依次与稀释气体在第一气体混合装置和第二气体混合装置混合后,分两路分别进入第一采样装置和第三气体混合装置,在第三气体混合装置中的气体与混合气体源产生的气体混合后分别进入第二采样装置和气体测定仪,第一采样装置内的气体浓度为系统内过氧化物气体的背景浓度,第二采样装置内的气体浓度为受混合气体干扰后过氧化物气体的浓度,气体测定仪显示为混合气体的浓度;
7)返回至步骤3)重新设置流量a%和b%,即获得不同背景浓度的过氧化物气体、以及不同浓度的混合气体。
本发明的特点和优点是:其构造简单、构思巧妙、操作方便、稳定性强、准确度高,可以用于大气过氧化物采样方法及其大气化学行为的研究。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一的系统示意图;
图2是本发明实施例二的系统示意图;
图3是本发明实施例三的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施方式1
如图1所示,本发明提出了一种大气环境浓度过氧化物气体发生系统,其包括零气发生装置1,气体发生装置2,配气系统3和采样系统4。所述气体发生装置2包括质量流量控制器21和过氧化物气体发生瓶22,所述过氧化物气体发生瓶22包括进气口、出气口和发生液,所述进气口通过管路连接所述质量流量控制器21。所述配气系统3包括第一流量控制器31,第一气体混合装置32,第二流量控制器33,第二气体混合装置34,第三气体混合装置35,第三流量控制器36和混合气体源37。所述采样系统4包括第一采样装置41,第二采样装置42和气体测定仪43。所述零气发生装置1通过管路分别连接质量流量控制器21和第一、二流量控制器31、33,所述第一气体混合装置32的第一、二入口通过管路分别连接第一流量控制器31的出口和过氧化物气体发生瓶22的出口,所述第二气体混合装置34的第一、二入口通过管路分别连接第二流量控制器33的出口和第一气体混合装置32的出口,所述第三气体混合装置35的第一、二入口通过管路分别连接第二气体混合装置34的第一出口和第三流量控制器36的出口,第三流量控制器36的入口连接混合气体源37,所述第二气体混合装置34的第二出口通过管路连接第一采样装置41,所述第三气体混合装置35的出口通过管路分别连接第二采样装置42和气体测定仪43。
所述过氧化物气体发生瓶22中的进气口的位置高于发生液的液面高度。
所述过氧化物气体发生瓶22中的发生液可以为一种或多种,在采样系统4中可以确定一种或多种过氧化物的浓度。所述发生液可为H2O2(过氧化氢),甲基过氧化氢(MHP)、羟甲基过氧化氢(HMHP)、乙基过氧化氢(EHP)或其它过氧化物。其中,H2O2发生液4ml,配置方法为市售质量分数为35%的H2O2原液与水按1:4混合;MHP发生液2ml,为实验室合成的浓度为500ppm的MHP溶液。
所述混合气体源37可为臭氧(O3)源、二氧化硫(SO2)源、氮氧化物(NOx)源或挥发性有机物(VOC)源。
所述混合气体源37可为一个(如图1、2所示)或多个(如图3所示),当混合气体源37为多个时,可以达到向系统内同时打入多种干扰气体的目的。参与混合气体源37为多个时,每个混合气体源37分别与第三气体混合装置35连接,每个混合气体源37和第三气体混合装置35之间均设有一个第三流量控制器36。即,如图3所示,所述混合气体源37为多个时,混合气体源37与第三流量控制器36的数量相同,每个第三流量控制器36的入口连接对应的混合气体源37,第三流量控制器36的出口连接第三气体混合装置35。
所述气体测定仪43可以为一个或多个,分别对应相应的混合气体源37,以确定每种混合气体的浓度,气体测定仪43按次序并联在采样系统4中。所述气体测定仪43例如可为臭氧(O3)测定仪、二氧化硫(SO2)测定仪、(NOx)氮氧化物测定仪或(VOC)挥发性有机物测定仪。
上述混合气体源37、气体测定仪43和第三流量控制器36个数相同。
所述管路为特氟龙管。
所述第二、三气体混合装置34、35之间设有一个与外部空气相通的管路A。所述配气系统3和采样系统4之间也设有一个与外部空气相通的管路B,目的是使系统压力保持稳定。
所述第二气体混合装置34与第一采样装置41之间的管路长度与所述第三气体混合装置35与第二采样装置42之间的管路长度相等;所述第三气体混合装置35和第二采样装置42之间的管路长度与第三气体混合装置35和气体测定仪43之间的管路长度相等。
一种大气环境浓度过氧化物气体发生方法,其是通过上述大气环境浓度过氧化物气体发生系统来实现的,所述方法的步骤如下:
1)在过氧化物气体发生瓶22中装入过氧化物发生液,设置质量流量控制器21的流量为a%,a的取值范围为0-15,气体通过质量流量控制器21使过氧化物气体发生瓶22产生一定量的未知浓度气体,开启第一、二流量控制器31、32,切断第二、三气体混合装置34、35之间的连接;
往气体发生系统内打入零空气,使来自零气发生装置1的零空气分别进入气体发生装置2和配气系统3,进入气体发生装置2的零空气通过质量流量控制器21进入过氧化物气体发生瓶22,与过氧化物发生液表面蒸发出的高浓度过氧化物气体混合,形成含一定量的未知浓度过氧化物气体,该气体从过氧化物气体发生瓶的出口出来,进入第一气体混合装置32;进入配气系统3的零空气,一部分通过第一流量控制器31进入第一气体混合装置32,在第一气体混合装置32内与发生瓶22产生的过氧化物气体混合,另一部分通过第二流量控制器33作为稀释气体进入第二气体混合装置34并与来自第一气体混合装置32的气体混合,在第二气体混合装置34中混合后的气体为环境浓度等级、未知浓度的过氧化物气体,该气体通过管路进入第一采样装置41。
2)对进入第一采样装置41的混合气体进行分析,可确定质量流量控制器21的流量为a%时气体发生系统最终发生出的过氧化物的浓度。
3)若发生出的过氧化物浓度不符合实验要求,则返回步骤1),重新设置气体发生装置2中质量流量控制器21的流量a%,例如a%=5.2%、a%=8.3%等,并重复步骤2),即可获得所需的大气环境等级过氧化物浓度。
4)保持第二采样装置42关闭,连接第二、三气体混合装置34、35,打开混合气体源的开关,向配气系统添加混合气体,通过混合气体源37打入混合气体(例如O3,SO2,NOx或VOC),混合气体的大小由第三流量控制器36控制,设置第三流量控制器36的流量b%,b的取值范围为0-100,未知浓度的混合气体经过第三流量控制器36后进入第三气体混合装置35,在第三气体混合装置35中与来自第二气体混合装置34的稀释气体混合后进入气体测定仪43,待配气系统内混合气体浓度稳定后,读取气体测定仪43的读数确定进入配气系统的混合气体的浓度。
5)若发生出的过氧化物浓度不符合实验要求,则返回步骤4),重新设置第三流量控制器36的流量b%,例如b%=7.0%、b%=15.2%等,即可获得所需的混合气体浓度。
6)打开第二采样装置42,在步骤3)和步骤5)的基础上分别设置质量流量控制器21的流量a%和第三流量控制器36的流量b%,向气体发生系统内同时打入零空气及混合气体,过氧化物气体发生瓶22中发生的气体依次与稀释气体在第一气体混合装置32和第二气体混合装置34混合后,分两路分别进入第一采样装置41和第三气体混合装置35,在第三气体混合装置35中的气体与混合气体源37产生的气体混合后分别进入第二采样装置42和气体测定仪43,可通过分析装置确定第一、二采样装置41、42的过氧化物气体的浓度,分别获得系统内过氧化物气体的背景浓度、及受混合气体干扰后过氧化物气体的浓度,气体测定仪43显示为混合气体的浓度。
7)返回步骤3)重新设置流量a%和b%,即可获得过氧化物的不同背景浓度、以及不同浓度的混合气体。
下面对本实施方式在工作时的具体实施步骤进行举例说明。
1)发生过氧化物气体
在过氧化物气体发生瓶22中装入配制好的过氧化物发生液,该质量流量控制器21为百分比设计,最大流量为30ml/min,为使整个系统发生出环境浓度等级的过氧化物气体,设置质量流量控制器21的流量为a%=10.0%,设置第一流量控制器31流量为1L/min,第二流量控制器33流量为12L/min,保持第二、三气体混合装置34、35处于未连接状态。
设置完成后,往系统内打入零空气,零空气分别进入气体发生装置2和配气系统3,进入气体发生装置的零空气,一小部分通过质量流量控制器21从过氧化物气体发生瓶22进气口进入发生瓶,在出气口产生一定量未知浓度的过氧化物气体;进入配气系统3的气体,一小部分通过第一流量控制器31与发生瓶22产生的过氧化物气体在第一气体混合装置32混合,目的是为了提高进入配气系统3的过氧化物气体的混合效率,另一部分通过第二流量控制器33作为稀释气体进入第二气体混合装置34并与来自第一气体混合装置32的气体混合,混合后的气体为环境浓度等级、未知浓度的过氧化物气体,该气体一部分通过管路进入第一采样装置41,另一部分通过管路进入第三气体混合装置35,第三部分通过管路A与外部空气相通,目的是使系统压力保持稳定。
2)确定系统发生的过氧化物浓度
利用分析装置对进入第一采样装置41的混合气体进行分析,可确定质量流量控制器21的流量为a%时系统最终发生出的过氧化物的浓度。
3)确定实验所需的环境等级过氧化物浓度
若发生出的过氧化物浓度不符合实验要求,则返回步骤1),根据实验需要重新设置气体发生装置2中质量流量控制器21的流量,例如a%=5.2%、a%=8.3等,并重复步骤2)获得所需的大气环境等级过氧化物浓度。
4)确定混合气体源浓度
保持第二采样装置42关闭,第二、三气体混合装置34、35处于连接状态,打开混合气体源37的开关,向配气系统添加混合气体,通过混合气体源37打入混合气体,混合气体的大小由第三流量控制器36控制,最大流量为10ml/min,初步设置第三流量控制器36的流量为b%,b的取值范围为0-100,未知浓度的混合气体经过第三流量控制器36后,经过第三气体混合装置35与来自第二气体混合装置34的稀释气体混合后进入气体测定仪43,待配气系统内混合气体浓度稳定后,读取气体测定仪43的读数确定进入系统的混合气体的浓度。
5)确定所需的混合气体源浓度
如混合气体的浓度不符合实验要求,则返回步骤4),重新设置第三流量控制器36的流量,例如b%=7.0%、b%=15.2%等,通过反复调节第三流量控制器36的流量,获得所需的混合气体浓度。
6)打开第二采样装置42,在步骤3)和步骤5)的基础上分别设置质量流量控制器21的流量a%和第三流量控制器36的流量b%,向气体发生系统内同时打入零空气及混合气体,过氧化物气体发生瓶22中发生的气体依次与稀释气体在第一气体混合装置32和第二气体混合装置34混合后,分两路分别进入第一采样装置41和第三气体混合装置35,进入第三气体混合装置35中的气体与混合气体源37产生的气体混合后分别进入第二采样装置42和气体测定仪43,通过分析装置确定第一、二采样装置41、42的过氧化物气体的浓度。此外,从第三气体混合装置35出来的气体还有一部分通过管路B排至外界,以使系统压力保持稳定。第一采样装置41的过氧化物气体浓度为系统内过氧化物气体的背景浓度,第二采样装置42的过氧化物气体浓度为受混合气体影响后的过氧化物气体浓度,气体测定仪43显示为混合气体的浓度。
7)返回步骤3)重新设置流量a%和b%,即可获得过氧化物的不同背景浓度、以及不同浓度的混合气体。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:
1.可产生大气环境浓度等级且浓度精确可调的过氧化物气体。本发明在过氧化物气体发生瓶22出口处产生的小流量较高浓度过氧化物气体与大流量稀释气体混合前先与由流量控制器控制的较低流量稀释气体混合,巧妙得解决了低流量过氧化物气体与大流量稀释气体混合时易出现的混合效率问题,使发生出的低浓度的过氧化物气体更稳定,并在发生瓶22进气口前设置一个小流量的质量流量控制器21调节过氧化物气体发生瓶22发生的过氧化物浓度大小,可发生出浓度稳定的过氧化物气体,且可方便、精确地对发生出的过氧化物气体浓度进行调节。
2.可发生不同种类的过氧化物。本发明的发生瓶22中装有发生液,可以混合一种或多种过氧化物发生液,通过改变所装发生液的类型,即可同时发生出一种或多种不同种类的过氧化物。
3.可定量混合实验所需的其它气体。本发明还包括有混合气体源和气体混合装置,并在混合气体源和混合装置之间设有流量控制器,可同时定量混合一种或多种实验所需的其它气体,并通过采样系统设置的气体测定仪和合理巧妙的方法在系统运行中获得准确的混合气体的浓度值。
4.系统构造简单、成本低廉。本发明采用环保部门和科研单位目前常用的污染气体测定仪、流量控制器及其它常用设备组成配气及采样系统,发生瓶仅由进、出气管、发生液三部分组成,发生液制备、添加十分方便。
5.系统构思巧妙、操作性强。本发明巧妙得将配气系统、气体发生装置和采样系统组合在一起,仅用一个零气发生装置串接了整套系统,包括气体发生、稀释、混合,并可同时获得混合气体添加前后的过氧化物气体浓度以及混合气体的浓度,且可在短时间内单一或同时改变过氧化物气体及混合气体浓度进行模拟实验。
实施方式2
如图2所示,在上述实施方式1的基础上,可在第三气体混合装置35和采样系统4之间增加一烟雾箱38,使混合气体和过氧化物气体根据不同目的进行化学反应。
实施步骤与上述实施方式1的实施步骤基本相同,区别在于:步骤6)中所述第三气体混合装置35出口气体在烟雾箱38内混合或发生化学反应后,进入采样系统4。
以上所述仅为本发明的几个实施例,本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明实施例进行各种改动,变型或组合而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (8)
1.一种大气环境浓度过氧化物气体发生系统,所述系统包括零气发生装置和采样系统,其特征在于,所述系统还包括气体发生装置和配气系统,
所述气体发生装置包括质量流量控制器和过氧化物气体发生瓶,所述过氧化物气体发生瓶具有进气口,出气口和发生液,所述过氧化物气体发生瓶中的进气口的位置高于发生液的液面高度,所述进气口通过管路连接所述质量流量控制器;
所述配气系统包括第一流量控制器,第一气体混合装置,第二流量控制器,第二气体混合装置,第三流量控制器,第三气体混合装置和混合气体源,所述混合气体源为一个或多个,所述气体测定仪与混合气体源的数量相同,所述气体测定仪分别对应相应的混合气体源;
所述采样系统包括第一采样装置,第二采样装置和气体测定仪;
所述零气发生装置通过管路分别连接质量流量控制器和第一、二流量控制器,
所述第一气体混合装置的第一、二入口通过管路分别连接第一流量控制器的出口和过氧化物气体发生瓶的出口,
所述第二气体混合装置的第一、二入口通过管路分别连接第二流量控制器的出口和第一气体混合装置的出口,
所述第三气体混合装置的第一、二入口通过管路分别连接第二气体混合装置的第一出口和第三流量控制器的出口,第三流量控制器的入口连接混合气体源,
所述第二气体混合装置的第二出口通过管路连接第一采样装置,所述第三气体混合装置的出口通过管路分别连接第二采样装置和气体测定仪。
2.根据权利要求1所述的大气环境浓度过氧化物气体发生系统,其特征在于,所述第二、三气体混合装置之间设有一个与外部空气相通的管路;所述配气系统和采样系统之间也设有一个与外部空气相通的管路。
3.根据权利要求1所述的大气环境浓度过氧化物气体发生系统,其特征在于,所述过氧化物气体发生瓶中的发生液为过氧化氢、甲基过氧化氢、羟甲基过氧化氢或乙基过氧化氢。
4.根据权利要求1所述的大气环境浓度过氧化物气体发生系统,其特征在于,所述混合气体源为臭氧源、二氧化硫源、氮氧化物源或挥发性有机物源;
所述气体测定仪为臭氧测定仪、二氧化硫测定仪、氮氧化物测定仪或挥发性有机物测定仪。
5.根据权利要求1所述的大气环境浓度过氧化物气体发生系统,其特征在于,所述第二气体混合装置与第一采样装置之间的管路长度与所述第三气体混合装置与第二采样装置之间的管路长度相等;
所述第三气体混合装置和第二采样装置之间的管路长度与第三气体混合装置和气体测定仪之间的管路长度相等。
6.根据权利要求1所述的大气环境浓度过氧化物气体发生系统,其特征在于,所述第三气体混合装置与采样系统之间连接有烟雾箱。
7.根据权利要求1所述的大气环境浓度过氧化物气体发生系统,其特征在于,所述混合气体源为多个,混合气体源与第三流量控制器的数量相同,每个第三流量控制器的入口连接对应的混合气体源,第三流量控制器的出口连接第三气体混合装置。
8.一种大气环境浓度过氧化物气体发生方法,其通过权利要求1所述的大气环境浓度过氧化物气体发生系统来实现,其特征在于,所述方法包括下述步骤:
1)在过氧化物气体发生瓶中装入过氧化物发生液,设置质量流量控制器的流量为a%,a的取值范围为0-15,开启第一、二流量控制器,切断第二、三气体混合装置之间的连接;
往气体发生系统内打入零空气,使来自于零气发生装置的零空气分别进入气体发生装置和配气系统,进入气体发生装置的零空气通过质量流量控制器进入过氧化物气体发生瓶,将过氧化物气体发生瓶内的过氧化物气体带出过氧化物气体发生瓶外,从而产生过氧化物气体;进入配气系统的零空气,一部分通过第一流量控制器进入第一气体混合装置,在第一气体混合装置内与来自过氧化物气体发生瓶的过氧化物气体混合,另一部分通过第二流量控制器作为稀释气体进入第二气体混合装置并与来自第一气体混合装置的气体混合,在第二气体混合装置中混合后的气体为环境浓度等级、未知浓度的过氧化物气体,该气体通过管路进入第一采样装置;
2)对进入第一采样装置的混合气体进行分析,可确定质量流量控制器的流量为a%时气体发生系统最终发生出的过氧化物的浓度;
3)若发生出的过氧化物浓度不符合实验要求,则返回步骤1),重新设置气体发生装置中质量流量控制器的流量,并重复步骤2),即获得所需的大气环境等级过氧化物浓度;
4)保持第二采样装置关闭,连接第二、三气体混合装置,打开混合气体源的开关,向配气系统添加混合气体,初步设置第三流量控制器的流量b%,b的取值范围为0-100,未知浓度的混合气体经过第三流量控制器后进入第三气体混合装置,在第三气体混合装置中与来自第二气体混合装置的稀释气体混合后进入气体测定仪,待配气系统内混合气体浓度稳定后,读取气体测定仪的读数,确定进入配气系统的混合气体的浓度;
5)若混合气体浓度不符合实验要求,则返回步骤4),重新设置第三流量控制器的流量b%,即获得实验所需的混合气体浓度;
6)打开第二采样装置,在步骤3)和步骤5)的基础上分别设置质量流量控制器的流量a%和第三流量控制器的流量b%,向气体发生系统内同时打入零空气及混合气体,过氧化物气体发生瓶中发生的气体依次与稀释气体在第一气体混合装置和第二气体混合装置混合后,分两路分别进入第一采样装置和第三气体混合装置,在第三气体混合装置中的气体与混合气体源产生的气体混合后分别进入第二采样装置和气体测定仪,第一采样装置内的气体浓度为系统内过氧化物气体的背景浓度,第二采样装置内的气体浓度为受混合气体干扰后过氧化物气体的浓度,气体测定仪显示为混合气体的浓度;
7)返回至步骤3)重新设置流量a%和b%,即获得不同背景浓度的过氧化物气体、以及不同浓度的混合气体。
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