CN104445110A - 二氧化氮标准气体发生装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种二氧化氮标准气体发生装置及方法，二氧化氮标准气体发生装置包括外桶、盖板、导热套、二氧化氮渗透管、温度传感器、电加热装置和气路接头；导热套和电加热装置位于外桶中，温度传感器和二氧化氮渗透管设置在导热套中，二氧化氮渗透管设置有渗透膜，二氧化氮渗透管与盖板之间设置有密封圈，密封圈开设有通孔，通孔与渗透膜相对设置；气路接头包括载气管道、稀释管道和标气管道，载气管道设置有第一弯头，稀释管道设置有第二弯头，第一弯头和第二弯头背向设置，标气管道贯穿在第一弯头和第二弯头中，标气管道的一端口伸出第一弯头插在通孔中并位于渗透膜的一侧。降低二氧化氮标准气体配气困难，提高检测设备的检测精度和稳定性。

Description

二氧化氮标准气体发生装置及方法

技术领域

本发明涉及一种气体发生装置，尤其涉及一种二氧化氮标准气体发生装置及方法。

背景技术

二氧化氮是大气中的主要污染物之一，它的光解是对流层臭氧的重要来源，与羟基自由基的反应产物硝酸则是形成酸雨的主要原因之一，也可以与大气有机过氧自由基反应生成有机氮化合物造成区域环境问题。二氧化氮对人体呼吸道系统有刺激作用，可诱发支气管炎、哮喘等呼吸道疾病。大气中的二氧化氮主要来自于化石燃料燃烧、汽车尾气及工业排放废气等人为污染，准确测定环境大气中的二氧化氮对于了解大气污染机制，判断大气污染程度，确定污染来源，进行空气质量预警，以及帮助制定合理的城市规划建设等都具有重要意义。然而，由于二氧化氮气体具有较强的吸附性，很难得到稳定的低浓度二氧化氮标准气体，给二氧化氮检测设备的在快速标定带来很大的不便。现有技术中广泛采用的标气瓶与动态气体配气系统，由于没有从根本上解决二氧化氮气体在标气瓶内壁、气瓶接口、流量计内壁以及管线中的吸附问题，而导致现有技术中二氧化氮标准气体的配气困难大、检测精度低且稳定性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种二氧化氮标准气体发生装置及方法，解决现有技术中低浓度二氧化氮标准气体配气困难、精度低、稳定性差的缺陷，实现通过二氧化氮标准气体发生装置为大气二氧化氮现场检测设备的快速准确标定提供方便，以降低低浓度二氧化氮标准气体配气困难，提高检测设备的检测精度和稳定性。

本发明提供的技术方案是，一种二氧化氮标准气体发生装置，包括外桶、盖板、导热套、二氧化氮渗透管、温度传感器、电加热装置和气路接头；所述导热套和所述电加热装置位于所述外桶中，所述盖板密封遮盖住所述外桶，所述温度传感器密封设置在所述导热套的一端，所述二氧化氮渗透管密封设置在所述导热套的另一端，所述二氧化氮渗透管远离所述温度传感器的端部设置有渗透膜，所述二氧化氮渗透管与所述盖板之间设置有密封圈，所述密封圈开设有通孔，所述通孔与所述渗透膜相对设置；所述气路接头包括载气管道、稀释管道和标气管道，所述载气管道和所述稀释管道并排设置，所述载气管道设置有第一弯头，所述稀释管道设置有第二弯头，所述第一弯头和所述第二弯头背向设置，所述标气管道贯穿在所述第一弯头和所述第二弯头中，所述盖板开设有安装孔，所述第一弯头密封连接在所述安装孔中，所述标气管道的一端口伸出所述第一弯头插在所述通孔中并位于所述渗透膜的一侧。

进一步的，所述通孔为朝向所述第一弯头张开的喇叭口。

进一步的，所述二氧化氮渗透管的端部设置有凹槽，所述渗透膜位于所述凹槽中，所述标气管道的一端口还插在所述凹槽中。

进一步的，所述电加热装置包括散热套和电加热丝，所述电加热丝缠绕在所述散热套上，所述散热套套在所述导热套外。

进一步的，所述导热套、所述二氧化氮渗透管和所述温度传感器之间形成密闭空间，所述密闭空间中还填充有导热介质。

进一步的，所述导热套与所述盖板相对的端部设置有翻边结构，所述翻边结构与所述盖板密封连接。

进一步的，所述散热套夹在所述翻边结构与所述外桶的桶底之间形成密闭腔体，所述密闭腔体中填充有导热介质。

进一步的，所述二氧化氮渗透管和所述温度传感器之间形成有间隔。

进一步的，所述温度传感器为铂电阻。

本发明还提供一种二氧化氮标准气体发生方法，采用上述二氧化氮标准气体发生装置，具体步骤包括：

步骤1、 电加热装置通电加热，并根据温度传感器检测的信号，使得导热套内的温度高于室温3~7度；

步骤2、在流量计的控制下，载气管道和稀释管道分别输入零空气，载气管道的零空气通过第一弯头将渗透膜渗透出的二氧化氮气体带入到标气管道中并进行混合形成初次混合气体；

步骤3、 从标气管道输出初次混合气体与稀释管道中的零空气再次混合成设定浓度的二氧化氮标准气体输出。

本发明提供的二氧化氮标准气体发生装置及方法，通过二氧化氮渗透管采用加热的方式产生纯净的二氧化氮气体，并结合温度传感器控制加热温度，可以实现稳定可靠的二氧化氮气体渗透速率，而通过气路接头中的载气管道输送的零空气将从渗透膜中渗透出的二氧化氮气体直接输送到标气管道中，而由于标气管道插在密封圈的通孔中并位于渗透膜的一侧，渗透管产生的二氧化氮气体可以迅速的通过载气管道输送的零空气带入到标气管道混合，防止了二氧化氮气体在渗透膜附近的富集，使产生的二氧化氮标准气体的浓度更加准确、稳定，有效避免了气路输运通道中死体积的出现，防止气体浓度改变时因历史气体驻留所造成的浓度漂移现象；另外，第一弯头和第二弯头背向设置，且标气管道贯穿在第一弯头和第二弯头中，实现了同向式混合的方式，实现低流量气路与高流量气路两路气体的快速混合，避免了高流量气路对低流量气体产生阻力而导致混合不均的问题，实现了二氧化氮载气与零空气的快速均匀混合，从而可以快速实现不同浓度二氧化氮标准气体的产生，通过二氧化氮标准气体发生装置为大气二氧化氮现场检测设备的快速准确标定提供方便，以降低低浓度二氧化氮标准气体配气困难，提高检测设备的检测精度和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明二氧化氮标准气体发生装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

如图1所示，本实施例二氧化氮标准气体发生装置，包括外桶1、盖板2、导热套3、二氧化氮渗透管4、温度传感器5、电加热装置6和气路接头7；所述导热套3和所述电加热装置6位于所述外桶1中，所述盖板2密封遮盖住所述外桶1，所述温度传感器5密封设置在所述导热套3的一端，所述二氧化氮渗透管4密封设置在所述导热套3的另一端，所述二氧化氮渗透管4远离所述温度传感器5的端部设置有渗透膜41，所述二氧化氮渗透管4与所述盖板2之间设置有密封圈8，所述密封圈8开设有通孔81，所述通孔81与所述渗透膜41相对设置；所述气路接头7包括载气管道71、稀释管道72和标气管道73，所述载气管道71和所述稀释管道72并排设置，所述载气管道设置有第一弯头711，所述稀释管道72设置有第二弯头721，所述第一弯头711和所述第二弯头721背向设置，所述标气管道73贯穿在所述第一弯头711和所述第二弯头721中，所述盖板2开设有安装孔（未图示），所述第一弯头711密封连接在所述安装孔中，所述标气管道8的一端口伸出所述第一弯头811插在所述通孔81中并位于所述渗透膜41的一侧。

具体而言，本实施例二氧化氮标准气体发生装置通过电加热装置6加热二氧化氮渗透管4获得二氧化氮气体，基于渗透管气体发生原理并采用电加热配合温度传感器高精度控温，以获得稳定可靠的气体渗透速率；其中，渗透膜41渗透出的二氧化氮气体将被载气管道71输入的零空气承载直接带入到标气管道73中，从而可以防止了二氧化氮气体在渗透膜附近富集，使产生的二氧化氮标准气体的浓度更加准确稳定，同时，有效避免了气路输运通道中死体积的出现，防止气体浓度改变时因历史气体驻留所造成的浓度漂移现象。其中，所述通孔81为朝向所述第一弯头711张开的喇叭口，采用喇叭口结构的通孔81，使得载气管道71输入的零空气经过通孔81后形成高速气体，从而更加有效的将渗透膜81渗透出的二氧化氮气体全部带入到标气管道73中；优选的，二氧化氮渗透管4的端部设置有凹槽（未图示），所述渗透膜41位于所述凹槽中，所述标气管道73的一端口还插在所述凹槽中，载气管道71输入的零空气经过通孔81后所形成高速气体经过标气管道73与凹槽侧壁之间间隔进入到渗透膜41处，以避免二氧化氮气体的泄漏。

进一步的，电加热装置6包括散热套61和电加热丝62，所述电加热丝62缠绕在所述散热套61上，所述散热套61套在所述导热套3外。具体的，电加热丝62通电后，通过散热套61向导热套3散发热量。而为了提高导热效率，均匀加热二氧化氮渗透管4，导热套3与所述盖板2相对的端部设置有翻边结构31，所述翻边结构31与所述盖板2密封连接，所述散热套61夹在所述翻边结构31与所述外桶1的桶底之间形成密闭腔体，所述密闭腔体中填充有导热油；同时，所述导热套3、所述二氧化氮渗透管4和所述温度传感器5之间所形成密闭空间中添加导热硅脂。其中，所述二氧化氮渗透管4和所述温度传感器5之间形成有间隔，该间隔被导热硅脂隔离开，以避免温度传感器5与二氧化氮渗透管4直接接触而测温不准。另外，温度传感器5可以为铂电阻。

本发明还提供一种二氧化氮标准气体发生方法，采用上述二氧化氮标准气体发生装置，具体步骤包括：

步骤1、 电加热装置通电加热，并根据温度传感器检测的信号，使得导热套内的温度高于室温3~7度；

步骤2、在流量计的控制下，载气管道和稀释管道分别输入零空气，载气管道的零空气通过第一弯头将渗透膜渗透出的二氧化氮气体带入到标气管道中并进行混合形成初次混合气体；

步骤3、 从标气管道输出初次混合气体与稀释管道中的零空气再次混合成设定浓度的二氧化氮标准气体输出。

本发明提供的二氧化氮标准气体发生装置及方法，通过二氧化氮渗透管采用加热的方式产生纯净的二氧化氮气体，并结合温度传感器控制加热温度，可以实现稳定可靠的二氧化氮气体渗透速率，而通过气路接头中的载气管道输送的零空气将从渗透膜中渗透出的二氧化氮气体直接输送到标气管道中，而由于标气管道插在密封圈的通孔中并位于渗透膜的一侧，渗透管产生的二氧化氮气体可以迅速的通过载气管道输送的零空气带入到标气管道混合，防止了二氧化氮气体在渗透膜附近的富集，使产生的二氧化氮标准气体的浓度更加准确、稳定，有效避免了气路输运通道中死体积的出现，防止气体浓度改变时因历史气体驻留所造成的浓度漂移现象；另外，第一弯头和第二弯头背向设置，且标气管道贯穿在第一弯头和第二弯头中，实现了同向式混合的方式，实现低流量气路与高流量气路两路气体的快速混合，避免了高流量气路对低流量气体产生阻力而导致混合不均的问题，实现了二氧化氮载气与零空气的快速均匀混合，从而可以快速实现不同浓度二氧化氮标准气体的产生，通过二氧化氮标准气体发生装置为大气二氧化氮现场检测设备的快速准确标定提供方便，以降低低浓度二氧化氮标准气体配气困难，提高检测设备的检测精度和稳定性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种二氧化氮标准气体发生装置，其特征在于，包括外桶、盖板、导热套、二氧化氮渗透管、温度传感器、电加热装置和气路接头；所述导热套和所述电加热装置位于所述外桶中，所述盖板密封遮盖住所述外桶，所述温度传感器密封设置在所述导热套的一端，所述二氧化氮渗透管密封设置在所述导热套的另一端，所述二氧化氮渗透管远离所述温度传感器的端部设置有渗透膜，所述二氧化氮渗透管与所述盖板之间设置有密封圈，所述密封圈开设有通孔，所述通孔与所述渗透膜相对设置；所述气路接头包括载气管道、稀释管道和标气管道，所述载气管道和所述稀释管道并排设置，所述载气管道设置有第一弯头，所述稀释管道设置有第二弯头，所述第一弯头和所述第二弯头背向设置，所述标气管道贯穿在所述第一弯头和所述第二弯头中，所述盖板开设有安装孔，所述第一弯头密封连接在所述安装孔中，所述标气管道的一端口伸出所述第一弯头插在所述通孔中并位于所述渗透膜的一侧。

2. 根据权利要求1所述的二氧化氮标准气体发生装置，其特征在于，所述通孔为朝向所述第一弯头张开的喇叭口。

3. 根据权利要求2所述的二氧化氮标准气体发生装置，其特征在于，所述二氧化氮渗透管的端部设置有凹槽，所述渗透膜位于所述凹槽中，所述标气管道的一端口还插在所述凹槽中。

4. 根据权利要求1所述的二氧化氮标准气体发生装置，其特征在于，所述电加热装置包括散热套和电加热丝，所述电加热丝缠绕在所述散热套上，所述散热套套在所述导热套外。

5. 根据权利要求1所述的二氧化氮标准气体发生装置，其特征在于，所述导热套、所述二氧化氮渗透管和所述温度传感器之间形成密闭空间，所述密闭空间中还填充有导热介质。

6. 根据权利要求5所述的二氧化氮标准气体发生装置，其特征在于，所述导热套与所述盖板相对的端部设置有翻边结构，所述翻边结构与所述盖板密封连接。

7. 根据权利要求6所述的二氧化氮标准气体发生装置，其特征在于，所述散热套夹在所述翻边结构与所述外桶的桶底之间形成密闭腔体，所述密闭腔体中填充有导热介质。

8. 根据权利要求5所述的二氧化氮标准气体发生装置，其特征在于，所述二氧化氮渗透管和所述温度传感器之间形成有间隔。

9. 根据权利要求1所述的二氧化氮标准气体发生装置，其特征在于，所述温度传感器为铂电阻。

10. 一种二氧化氮标准气体发生方法，其特征在于，采用如权利要求1-9所述的二氧化氮标准气体发生装置，具体步骤包括：

步骤1、 电加热装置通电加热，并根据温度传感器检测的信号，使得导热套内的温度高于室温3~7度；

步骤2、在流量计的控制下，载气管道和稀释管道分别输入零空气，载气管道的零空气通过第一弯头将渗透膜渗透出的二氧化氮气体带入到标气管道中并进行混合形成初次混合气体；

步骤3、 从标气管道输出初次混合气体与稀释管道中的零空气再次混合成设定浓度的二氧化氮标准气体输出。