CN109569338A - 一种含蒸汽的多组分标准气体产生装置 - Google Patents

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张煜晨
陆雨洲
张会勇
张世顺
吴小航
梁瀚哲
张诗琪
张越
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Abstract

本发明提供一种含蒸汽的多组分标准气体产生装置，其包括：储水罐、至少两个气源、一个水流量控制器、至少两个气体流量控制器、蒸发混合器、降压真空泵；水流量控制器的一端通过管道与储水罐的出口连接，水流量控制器的另一端通过管道与蒸发混合器的一个入口连接，每一个气体流量控制器的两端均通过管道分别与一个气源的出口以及所述蒸发混合器的一个入口连接，蒸发混合器的出口通过管道与降压真空泵的入口连接。本发明可以接入多种源气体并保证气体混合均匀，且拓宽混合气体组分配比的范围，还可以制备包含有蒸汽的混合气体，保证管道内的蒸汽不会冷凝。

Description

一种含蒸汽的多组分标准气体产生装置
技术领域
本发明涉及气体生成领域，尤其涉及一种含蒸汽的多组分标准气体产生装置。
背景技术
在第一篇专利(专利名称为：一种液体动态配气装置及其配气方法，申请号为：CN201610685797.2)中，其介绍的技术方案如下：
通过蠕动泵或者微量注射泵以固定速度向液体蒸发装置中推送液体，从而调节蒸气浓度；另一种气体浓度通过流量控制器调节；气体在混气罐中混合。
在第二篇专利(专利名称为：一种水气浓度可调混合气体发生器，申请号为：201621234512.5)中，其介绍的技术方案如下：
通过水气发生器加热液体水；流量控制模块控制阀门调节组分浓度；水气发生器和气体混合的管道置于温控腔体内。
在第三篇专利(专利名称为：多组份动态配气装置，申请号为：CN201420408726.4)中，其介绍的技术方案如下：
该发明具有若干结构相同的配气装置连接到混合气室，通过流量控制器控制各路气体流量。
第一篇专利的技术方案具有如下缺点：首先，混气罐中只能接入一个源气体；其次，一个气源分为两路注入，两个质量流量控制器的最小控制流量叠加会增大气体路最小流量，降低配气范围；此外，装置没有加热保温措施，蒸汽可能发生冷凝。
第二篇专利的技术方案具有如下缺点：首先，没有混合装置，气体混合可能不均匀；其次，水汽发生器和气体混合管道置于控温箱内，无法精确控制混合气温度。
第三篇专利的技术方案具有如下缺点：无法制备含蒸汽混合气。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种含蒸汽的多组分标准气体产生装置，可以接入多种源气体并保证气体混合均匀，且拓宽混合气体组分配比的范围，还可以制备包含有蒸汽的混合气体，保证管道内的蒸汽不会冷凝。
本发明提供的一种含蒸汽的多组分标准气体产生装置，包括：储水罐、至少两个气源、一个水流量控制器、至少两个气体流量控制器、蒸发混合器、降压真空泵；
所述水流量控制器的一端通过管道与所述储水罐的出口连接，所述水流量控制器的另一端通过管道与所述蒸发混合器的一个入口连接，每一个气体流量控制器的两端均通过管道分别与一个气源的出口以及所述蒸发混合器的一个入口连接，所述蒸发混合器的出口通过管道与所述降压真空泵的入口连接。
优选地，还包括：所述水流量控制器为水质量流量控制器，所述气体流量控制器为气体质量流量控制器。
优选地，每一个气体流量控制器与所述蒸发混合器之间的管道上设置有一个伴热装置，且所述蒸发混合器的出口的管道上设置有一个伴热装置。
优选地，所述气源为存储有气体的高压气瓶。
优选地，所述储水罐中的水为去离子水。
优选地，还包括：高压空气瓶；
所述高压空气瓶，其出口与所述储水罐连接，用于给所述储水罐加压。
优选地，所述高压空气瓶的出口处设置有一个减压阀，且每一个气源的出口处均设置有一个减压阀。
优选地，所述高压空气瓶的出口处的减压阀以及每一个气源的出口处的减压阀的压力均保持一致。
实施本发明，具有如下有益效果：本发明提供的装置可接入多路气源，配置含水蒸汽的多种组分混合标准气；本发明通过质量流量控制器分别单独控制各种气体和水的流量流量控制器流量调节范围大，混合气体组分配比范围宽；本发明通过降压真空泵降低管道内气体压力，保证蒸汽不发生冷凝，还通过降压真空泵抽气可防止气体在管路中阻滞累积从而影响标准气体组分；本发明采用的蒸发混合器，能使水充分蒸发并保证各组分气体混合均匀；本发明准确控制混合气体温度，同时确保蒸汽不发生冷凝，提高配气精度。
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是本发明提供的含蒸汽的多组分标准气体产生装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种含蒸汽的多组分标准气体产生装置，该装置包括：不锈钢的储水罐1、至少两个气源(第一气源2、第二气源3)、一个水流量控制器4、至少两个气体流量控制器(第一气体流量控制器5、第二气体流量控制器6)、蒸发混合器7、降压真空泵8。
水流量控制器4的一端通过管道与储水罐1的出口连接，水流量控制器4的另一端通过管道与蒸发混合器7的一个入口连接，每一个气体流量控制器的两端均通过管道分别与一个气源的出口以及蒸发混合器7的一个入口连接，蒸发混合器7的出口通过管道与降压真空泵8的入口连接。
储水罐1将水输送至蒸发混合器7，通过水流量控制器4控制水的流量。每一个气源均用于输送气体至蒸发混合器7，气体流量控制器用于控制输送至蒸发混合器7的气体流量。
蒸发混合器7的多个气源可以扩展混合气体的组分。降压真空泵8的出口与气体分析仪器连接，将混合气体输送至气体分析仪器。在混合气体进入气体分析仪器之前，通过降压真空泵8进行抽气降压，既可以使蒸发混合器7产生的混合气体能够全部进入管道而不残留在其中，又可以实现降压，保证混合气体的蒸汽不发生冷凝。
进一步地，含蒸汽的多组分标准气体产生装置还包括：水流量控制器4为水质量流量控制器，气体流量控制器为气体质量流量控制器。
水流量控制器4和气体流量控制器分别控制各组分质量流量，通过改变水以及各种气体的设定流量即可获得不同组分比的标准混合气体。水流量控制器4和气体流量控制器可实现较小注入流量，从而提高各组分气体浓度调节范围。
蒸发混合器7可以将水蒸发，并使多种气体混合均匀，并且该蒸发混合器7可调节混合气体的温度并将混合气体控制在恒定温度。
进一步地，每一个气体流量控制器与蒸发混合器7之间的管道上设置有一个伴热装置9，且蒸发混合器7的出口的管道上设置有一个伴热装置9。伴热装置9包括功率可调加热器和保温材料，保温材料包裹在功率可调加热器的外层，伴热装置9可以防止水分子吸附在管道内壁上，并控制管道中混合气体温度以保证混合气体的蒸汽在传输过程中不发生冷凝。
并且，降压真空泵8，也即是真空抽气泵，其也可以降低混合气体的压力，保证混合气体的蒸汽不发生冷凝。
进一步地，气源可以采用标准气体气瓶，例如可以是存储有气体的高压气瓶。不同的气源，其对应的高压气瓶存储的气体不相同。
进一步地，储水罐1中的水为去离子水。
进一步地，含蒸汽的多组分标准气体产生装置还包括：高压空气瓶10。
高压空气瓶10的出口与储水罐1连接，高压空气瓶10用于给储水罐1加压。
进一步地，高压空气瓶10的出口处的管道上设置有一个减压阀，且每一个气源的出口处的管道上均设置有一个减压阀。
进一步地，高压空气瓶10的出口处的减压阀以及每一个气源的出口处的减压阀的压力均保持一致。
高压空气瓶10通过减压阀减压后提供压力稳定的标准气体，储水罐1通过高压空气瓶10加压，使储水罐1的出水压力与气源出口压力一致。
综上所述，本发明提供的装置可接入多路气源，配置含水蒸汽的多种组分混合标准气；本发明通过质量流量控制器分别单独控制各种气体和水的流量，混合气体组分配比范围宽；本发明在管道上增加了伴热装置9，能够控制混合气体温度并保证混合气体的蒸汽在管道传输过程中不发生冷凝，还可防止水分子吸附在管道内壁上；本发明通过降压真空泵8降低管道内气体压力，保证蒸汽不发生冷凝，还通过降压真空泵8抽气可防止气体在管路中阻滞累积从而影响标准气体组分；本发明采用的蒸发混合器7，能使水充分蒸发并保证各组分气体混合均匀；本发明准确控制混合气体温度，同时确保蒸汽不发生冷凝，提高配气精度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种含蒸汽的多组分标准气体产生装置，其特征在于，包括：储水罐、至少两个气源、一个水流量控制器、至少两个气体流量控制器、蒸发混合器、降压真空泵；
所述水流量控制器的一端通过管道与所述储水罐的出口连接，所述水流量控制器的另一端通过管道与所述蒸发混合器的一个入口连接，每一个气体流量控制器的两端均通过管道分别与一个气源的出口以及所述蒸发混合器的一个入口连接，所述蒸发混合器的出口通过管道与所述降压真空泵的入口连接。
2.根据权利要求1所述的含蒸汽的多组分标准气体产生装置，其特征在于，还包括：所述水流量控制器为水质量流量控制器，所述气体流量控制器为气体质量流量控制器。
3.根据权利要求1所述的含蒸汽的多组分标准气体产生装置，其特征在于， 每一个气体流量控制器与所述蒸发混合器之间的管道上设置有一个伴热装置，且所述蒸发混合器的出口的管道上设置有一个伴热装置。
4.根据权利要求1所述的含蒸汽的多组分标准气体产生装置，其特征在于，所述气源为存储有气体的高压气瓶。
5.根据权利要求1所述的含蒸汽的多组分标准气体产生装置，其特征在于，所述储水罐中的水为去离子水。
6.根据权利要求1所述的含蒸汽的多组分标准气体产生装置，其特征在于，还包括：高压空气瓶；
所述高压空气瓶，其出口与所述储水罐连接，用于给所述储水罐加压。
7.根据权利要求6所述的含蒸汽的多组分标准气体产生装置，其特征在于，所述高压空气瓶的出口处设置有一个减压阀，且每一个气源的出口处均设置有一个减压阀。
8.根据权利要求7所述的含蒸汽的多组分标准气体产生装置，其特征在于，所述高压空气瓶的出口处的减压阀以及每一个气源的出口处的减压阀的压力均保持一致。
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