CN207540857U - 多组分挥发性有机物重量法配气装置 - Google Patents

Abstract

一种多组分挥发性有机物重量法配气装置，包括：耐高压容器、进气管、挥发性有机物注入器、高压注射口、出气管、真空系统和充装钢瓶系统、冷阱、热阱、制冷控制系统、加热控制系统，所述进气管与所述耐高压容器相连接，在所述进气管上设置有截止阀，所述高压注射口设置在所述耐高压容器上，挥发性有机物注入器通过上述高压注射口将所需的挥发性有机物注入所述耐高压容器，所述出气管的连接所述耐高压容器相连接和真空系统和充装钢瓶系统，在出气管上安装有截止阀，所述冷阱用于冷却所述耐高压容器，制冷控制系统用于控制所述冷阱的制冷进程和制冷温度，所述热阱用于给所述耐高压容器加热，加热控制系统控制所述热阱的加热进程和加热温度。

Description

多组分挥发性有机物重量法配气装置

技术领域

本实用新型涉及测量测试技术领域，尤其是大气测量测试技术领域，具体涉及一种多组分挥发性有机物重量法配气装置。

背景技术

全球气候变化和大气污染防治是通过对影响气候的关键温室气体成分和参数进行长期大量的宏观监测，进而评估其中的一些微小变化。这些微小变化趋势的发现必须建立在准确测量，并能够清楚陈述测量不确定度和计量溯源性，以及所用参考标准长期稳定可靠的基础之上。

大气背景挥发性有机物是大气臭氧产生的前置物，是大气颗粒物和雾霾形成的重要参与者，挥发性有机物已列入环保部“十三五”重点监测对象。研制测量仪器校准用挥发性有机物标准气体迫在眉睫。多组分挥发性有机物标准气体重量法配气装置的研制成为各国计量部门优先课题。

目前，挥发性有机物的重量法配气主要采用注射法，一次只能配制一种挥发性有机物标准气体。而大气背景成分量中的挥发性有机物常见的有40多种，如美国EPATO-15要求测定65种挥发性有机物，如何准确、高效配制多组分挥发性有机物标准气体成为各国计量部门的技术挑战。

目前配制多组分挥发性有机物存在的难题是：(1)由于1次只能配制1种标准气体，要配置40组分挥发性有机物标准气体需要花费大量的时间、人力、物力；(2)配气不确定度较大，主要是因为挥发性有机物定量转移困难，称重困难；(3)提高配气效率和准确度一直是配气领域的热门研究课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种高效、高精度、便捷的多组分挥发性有机物重量法配气装置及采用该装置的配气方法。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种多组分挥发性有机物重量法配气装置，包括：耐高压容器1、进气管2、挥发性有机物注入器3、高压注射口4、出气管5、真空系统和充装钢瓶系统6、冷阱7、热阱8、制冷控制系统9、加热控制系统10，所述进气管2的一端与所述耐高压容器1相连接，所述进气管2用于向耐高压容器1内通入稀释气体或吹扫气体，在所述进气管2上设置有截止阀，其用于控制进气管的开闭，在所述耐高压容器1上还设置有高压注射口4，挥发性有机物注入器3通过上述高压注射口4将所需的挥发性有机物注入所述耐高压容器1，所述出气管5的一端与所述耐高压容器1相连接，在出气管5上安装有截止阀，所述出气管5的另外一端与真空系统和充装钢瓶系统6连接，所述冷阱7用于冷却所述耐高压容器1，制冷控制系统9用于控制所述冷阱7的制冷进程和制冷温度，所述热阱8用于给所述耐高压容器1加热，加热控制系统10控制所述热阱8的加热进程和加热温度。

作为优选实施例，所述制冷控制系统9能够将所述冷阱7的温度控制为-100℃至-180℃，优选为-140℃至-160℃，更优选为-150℃。

作为优选实施例，所述热阱能够将所述热阱8的温度控制为150℃-250℃，优选为160℃至200℃，更优选为180℃。

作为优选实施例，所述耐高压容器1可以为高压不锈钢容器，优先内壁经过抛光处理。

作为优选实施例，所述真空系统用于抽吸所述耐高压容器1内部的空气，以便于其形成一定的真空度，例如真空度为10^-5Pa。

一种利用所述多组分挥发有机物重量法配气装置进行配气的方法，包括以下步骤：

S1：关闭进气管2上设置的截止阀，打开出气管5上设置的截止阀，使得所述耐高压容器1与真空系统连通，并通过所述真空系统抽吸所述耐高压容器1内的空气，使得所述耐高压容器1内部形成具有特定真空度的真空，抽吸真空完成后关闭所述出气管5上设置的截止阀；

S2：将所述耐高压容器1放置在所述冷阱7中，开启所述制冷控制系统，将所述冷阱的温度控制在-100℃至-180℃范围内；

S3：依次由挥发性有机物注入器3汲取需要配制的挥发性有机物，并经由所述高压注射口4注入上述耐高压容器1中，挥发性有机物注入的量通过高精度天平称量注入器注射前后的重量差得到；

S4：通过S3将需要配制的挥发性有机物定量富集在所述耐高压容器1中后，将所述耐高压容器1移出冷阱7中，放入热阱8中，开启所述加热控制系统，将所述热阱8的温度控制为150℃-250℃，优选为160℃至200℃，更优选为180℃；

S5：开启所述进气管2上设置的截止阀，通入稀释气或吹扫气，将定量富集的挥发性有机物通过充装钢瓶系统定量导入重量法配气钢瓶中。

作为优选实施例，所述真空度为10^-4Pa-10^-6Pa，优选为10^-5Pa。

作为优选实施例，所述冷阱的温度控制范围为-140℃至-160℃，更优选为-150℃。

作为优选实施例，所述热阱的温度控制为160℃至200℃，更优选为180℃；

作为优选实施例，所述需要配置的挥发性有机物为多种不同种类的挥发性有机物，所述多种为20种以上。

有益效果：(1)挥发性有机物配气实现多组分一次定量转移；(2)利用冷阱和热阱使得挥发性有机物转移损失率比原来的降低很多，基本实现百分百转移。使配气不确定度降低2～3倍；(3)如配制40组分挥发性有机物标准气体，则配气效率提高20倍以上。

本实用新型已经过试验，结果表明，实现了多组分挥发性有机物的重量法配气，配气不确定度在1％左右，处于世界领先地位。

附图说明

图1是本实用新型所述的配气装置的结构示意图。

1、高压不锈钢容器；2、稀释气(吹扫气)进气导管；

3、挥发性有机物注入器；4、高压注射口；

5、出气管；6、真空系统和充装钢瓶系统；

7、冷阱；8、热阱；9、制冷控制系统；10、加热控制系统。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。这里需要特别说明的是本实用新型所列的附图仅是为了说明问题方便而给出的示例性结构示意图，其不得理解为是本实用新型唯一正确的实施方式，更不得理解为是对本实用新型的限制性说明。

图1是本实用新型所述的多组分挥发性有机物重量法配气装置的结构示意图，

所述多组分挥发性有机物重量法配气装置包括：耐高压容器1、进气管2、挥发性有机物注入器3、高压注射口4、出气管5、真空系统和充装钢瓶系统6、冷阱7、热阱8、制冷控制系统9、加热控制系统10，所述耐高压容器1可以为高压不锈钢容器，优先内壁经过抛光处理，所述进气管2的一端与所述耐高压容器1相连接，所述进气管2用于向耐高压容器1内通入稀释气体或吹扫气体，在所述进气管2上设置有截止阀，其用于控制进气管的开闭，在所述耐高压容器1上还设置有高压注射口4，挥发性有机物注入器3通过上述高压注射口4将所需的挥发性有机物注入所述耐高压容器1，所述出气管5的一端与所述耐高压容器1相连接，在出气管5上安装有截止阀，所述出气管5的另外一端与真空系统和充装钢瓶系统6连接，所述真空系统用于抽吸所述耐高压容器1内部的空气，以便于其形成一定的真空度，例如真空度为10^-5Pa。所述充装钢瓶系统为用于将所述耐高压容器1中形成的多组分挥发性有机物气体定量导入重量法配气钢瓶中的系统；所述冷阱7用于冷却所述耐高压容器1，制冷控制系统9用于控制所述冷阱7的制冷进程和制冷温度，其可以将所述冷阱7的温度控制为-100℃至-180℃，优选为-140℃至-160℃，更优选为-150℃；所述热阱8用于给所述耐高压容器1加热，加热控制系统10控制所述热阱8的加热进程和加热温度，其可以将所述热阱8的温度控制为150℃-250℃，优选为160℃至200℃，更优选为180℃。

所述多组分挥发有机物重量法配气装置的工作方式和配气方法如下：

S1：关闭进气管2上设置的截止阀，打开出气管5上设置的截止阀，使得所述耐高压容器1与真空系统连通，并通过所述真空系统抽吸所述耐高压容器1内的空气，使得所述耐高压容器1内部形成具有特定真空度的真空，所述真空度为10^-4Pa-10^-6Pa，优选为10^-5Pa,抽吸真空完成后关闭所述出气管5上设置的截止阀；

S2：将所述耐高压容器1放置在所述冷阱7中，开启所述制冷控制系统，将所述冷阱的温度控制在-100℃至-180℃范围内，优选为-140℃至-160℃，更优选为-150℃；

S3：依次由挥发性有机物注入器3汲取需要配制的挥发性有机物，并经由所述高压注射口4注入上述耐高压容器1中，挥发性有机物注入的量通过高精度天平称量注入器注射前后的重量差得到；所述需要配置的挥发性有机物可以为多种不同种类的挥发性有机物，其具体的种类和数量根据待配置的标准气体的需要而确定，进一步而言，所述待配置的标准气体的具体成分是根据待测量的目标气体的需要而确定的；

所述多种的具体数量为：大于20种，优选为40-80。

S4：通过S3将需要配制的挥发性有机物定量富集在所述耐高压容器1中后，将所述耐高压容器1移出冷阱7中，放入热阱8中，开启所述加热控制系统，将所述热阱8的温度控制为150℃-250℃，优选为160℃至200℃，更优选为180℃；

S5：开启所述进气管2上设置的截止阀，通入稀释气或吹扫气，将定量富集的挥发性有机物通过充装钢瓶系统定量导入重量法配气钢瓶中。

本实用新型的优点是：(1)挥发性有机物配气实现多组分一次定量转移；(2)利用冷阱和热阱使得挥发性有机物转移损失率比原来的降低很多，基本实现百分百转移。使配气不确定度降低2～3倍；(3)如配制40组分挥发性有机物标准气体，则配气效率提高20倍以上。

本实用新型已经过试验，结果表明，实现了多组分挥发性有机物的重量法配气，配气不确定度在1％左右，处于世界领先地位。

虽然已参照几个典型实施例描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种多组分挥发性有机物重量法配气装置，包括：耐高压容器、进气管、挥发性有机物注入器、高压注射口、出气管、真空系统和充装钢瓶系统、冷阱、热阱、制冷控制系统、加热控制系统，所述进气管的一端与所述耐高压容器相连接，所述进气管用于向耐高压容器内通入稀释气体或吹扫气体，在所述进气管上设置有截止阀，其用于控制进气管的开闭，所述高压注射口设置在所述耐高压容器上，挥发性有机物注入器通过上述高压注射口将所需的挥发性有机物注入所述耐高压容器，所述出气管的一端与所述耐高压容器相连接，在出气管上安装有截止阀，所述出气管的另外一端与真空系统和充装钢瓶系统连接，所述冷阱用于冷却所述耐高压容器，制冷控制系统用于控制所述冷阱的制冷进程和制冷温度，所述热阱用于给所述耐高压容器加热，加热控制系统控制所述热阱的加热进程和加热温度。

2.如权利要求1所述的配气装置，所述制冷控制系统能够将所述冷阱的温度控制为-100℃至-180℃。

3.如权利要求2所述的配气装置，所述制冷控制系统能够将所述冷阱的温度控制为-140℃至-160℃。

4.如权利要求3所述的配气装置，所述制冷控制系统能够将所述冷阱的温度控制为-150℃。

5.如权利要求1所述的配气装置，所述热阱能够将所述热阱的温度控制为150℃-250℃。

6.如权利要求5所述的配气装置，所述热阱能够将所述热阱的温度控制为160℃至200℃。

7.如权利要求6所述的配气装置，所述热阱能够将所述热阱的温度控制为180℃。

8.如权利要求1所述的配气装置，所述耐高压容器可以为高压不锈钢容器，优先内壁经过抛光处理。

9.如权利要求1所述的配气装置，所述真空系统用于抽吸所述耐高压容器（1）内部的空气，以便于其形成一定的真空度，所述一定的真空度为10^-5Pa。