CN209055534U - 一种用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置。所述标准气体配气装置采用多通道分配器实现多种气源标准物质的输入控制，采用第一流量控制器和第二流量控制器实现高浓度标准物质的多级稀释，采用通道分配装置可以将配置好的标准气体同时输出至多台待校准的环境气体分析仪，整个配气过程无需人工操作，能大量节省人力，节约环境气体分析仪校准工作中的人力成本，并且可以同时校准多台环境气体分析仪，极大提高了校准工作效率。

Description

一种用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置

技术领域

本实用新型涉及分析仪校准技术领域，特别是涉及一种用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置。

背景技术

环境气体分析仪在使用过程中，每隔一定的期限就需要到有资质的机构进行计量检定或者校准，以判定其示值准确性或者对仪器示值进行校准。但是目前仍然采用传统的手工操作为主。其作业方式为，将某目标组分的气体标准物质和零点气通过手动稀释装置混合，然后通过管道接入到被检仪器中，通过比较仪器的示值与稀释后的标准气体的浓度值的差值来判断仪器示值的准确性，当对仪器进行校准时，需要根据该差值对仪器进行手工调节，使仪器示值与标准浓度值达到一致。有时在校准过程中，为了获得仪器的线性，还需要使用不同浓度的标准气体进行校准测量。在环境气体检测领域，人们关注的气体组分比较多，如SO₂、NO、CO等。对每种气体组分分析仪进行校准时都需要重复上述手工操作过程。而且鉴于仪器的稳定性不同，为了获得准确的测量结果，需要定期对仪器进行校准，甚至是频繁的校准。采用传统的手工校准，不仅操作繁琐、费时费力、还需要动用人力定时值守，并且由于过多的人为操作，容易引入人为误差，甚至操作失误。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置，以解决手工操作混合目标组分气体过于耗费人力、工作效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置，所述标准气体配气装置包括：输入管路、多通道分配器、流量控制器、三通阀、输出管路、通道分配装置以及待校准的环境气体分析仪；所述输入管路包括零点气体输入管路和多条标准物质输入管路；所述流量控制器包括第一流量控制器和第二流量控制器；所述三通阀包括第一三通阀和第二三通阀；所述输出管路包括排空管路和标准气体输出管路；

多条所述标准物质输入管路的输出端分别与所述多通道分配器的输入端连接；所述多通道分配器的输出端连接所述第一流量控制器的输入端；所述零点气体输入管路的输出端连接所述第二流量控制器的输入端；所述第一三通阀的第一接口连接所述第二流量控制器的输出端，所述第一三通阀的第二接口连接所述第一流量控制器的输出端，所述第一三通阀的第三接口连接所述第二三通阀的第三接口；所述第二三通阀的第一接口连接所述排空管路，所述第二三通阀的第二接口连接所述标准气体输出管路的输入端；所述标准气体输出管路的输出端连接所述通道分配装置的输入端；所述通道分配装置的输出口通过仪表连接管路与所述待校准的环境气体分析仪连接。

可选的，多条标准物质输入管路包括二氧化硫气体标准物质输入管路、一氧化氮气体标准物质输入管路和一氧化碳气体标准物质输入管路。

可选的，所述零点气体输入管路的输入端伸入一个密封的零点气体盛装瓶中。

可选的，所述标准气体配气装置还包括控制阀和计算机；所述控制阀安装在所述输入管路上；所述控制阀与所述计算机连接。

可选的，所述控制阀包括零点气体控制阀、二氧化硫气体标准物质控制阀、一氧化氮气体标准物质控制阀和一氧化碳气体标准物质控制阀；所述零点气体控制阀安装在所述零点气体输入管路上；所述二氧化硫气体标准物质控制阀安装在所述二氧化硫气体标准物质输入管路上；所述一氧化氮气体标准物质控制阀安装在所述一氧化氮气体标准物质输入管路上；所述一氧化碳气体标准物质控制阀安装在所述一氧化碳气体标准物质输入管路上。

可选的，所述通道分配装置具有多个输出口，多个所述输出口通过多条所述仪表连接管路分别与多台所述待校准的环境气体分析仪连接。

可选的，所述通道分配装置为多通球阀。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型提供一种用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置。所述标准气体配气装置采用多通道分配器实现多种气源标准物质的输入控制，采用第一流量控制器和第二流量控制器实现高浓度标准物质的多级稀释，采用通道分配装置可以将配置好的标准气体同时输出至多台待校准的环境气体分析仪，整个配气过程无需人工操作，能大量节省人力，节约环境气体分析仪校准工作中的人力成本，并且可以同时校准多台环境气体分析仪，极大提高了校准工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置，以解决手工操作混合目标组分气体过于耗费人力、工作效率低的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型提供的用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置的结构示意图。参见图1，本实用新型提供的所述标准气体配气装置包括：输入管路、多通道分配器2、流量控制器、三通阀、输出管路、通道分配装置6 以及待校准的环境气体分析仪7。

其中，所述输入管路的输入端与气源连接；所述气源包括与目标组分相配套的多种气体标准物质(如SO₂气体标准物质、NO气体标准物质和CO气体标准物质等)和至少一种用作稀释的零点气体，所述零点气体的获得可以是瓶装高纯氮气、高纯合成空气或经过纯化后的真实空气。

具体的，所述输入管路包括零点气体输入管路101和多条标准物质输入管路。所述零点气体输入管路101的输入端伸入一个密封的零点气体盛装瓶中。所述零点气体盛装瓶中装有高纯氮气、高纯合成空气或经过纯化后的真实空气。

多条标准物质输入管路具体包括二氧化硫气体标准物质输入管路102、一氧化氮气体标准物质输入管路103和一氧化碳气体标准物质输入管路104。每种标准物质各连接一根标准物质输入管路，例如SO₂气体标准物质气源连接所述二氧化硫气体标准物质输入管路102的输入端，NO气体标准物质气源连接所述一氧化氮气体标准物质输入管路103的输入端，CO气体标准物质气源连接所述一氧化碳气体标准物质输入管路104的输入端。

所述流量控制器包括第一流量控制器301和第二流量控制器302；所述三通阀包括第一三通阀401和第二三通阀402；所述输出管路包括排空管路501 和标准气体输出管路502。

多条所述标准物质输入管路的输出端分别与所述多通道分配器2的输入端连接。所述多通道分配器2的输出端连接所述第一流量控制器301的输入端。所述零点气体输入管路101的输出端连接所述第二流量控制器302的输入端。

在实际应用中，所述多通道分配器2可采用日立信品牌RA112型气体分配器。所述流量控制器采用七星华创CS系列标准型质量流量控制器，七星华创CS系列数字式质量流量控制器可用于快速精确地测量并控制过程气体的质量流量；采用快速稳定的优质电磁阀以及优化的PID调校，可达到优于100ms 的控制速度，并保持极佳稳定性。

第一和第二流量控制器的输出端各通过一根管路连接到第一三通阀401 的a1和b1接口，第一三通阀401的c1接口连接第二三通阀402的c2接口，第二三通阀402的a2接口连接排空管路501，第二三通阀402的b2接口连接标准气体输出管路502，所述标准气体输出管路502路连接通道分配装置6，标准气体被分成多路从通道分配装置6的多个输出口输出，各输出口通过仪表连接管路601各连接一台待校分析仪7。具体为，所述第一三通阀401的第一接口a1通过第一管路连接到所述第二流量控制器302的输出端，所述第一三通阀401的第二接口b1通过第二管路连接至所述第一流量控制器301的输出端，所述第一三通阀401的第三接口c1连接所述第二三通阀402的第三接口 c2。所述第二三通阀402的第一接口a2连接所述排空管路501，所述第二三通阀402的第二接口b2连接所述标准气体输出管路502的输入端。所述第一三通阀和第二三通阀采用普通型号三通球阀即可。

所述标准气体输出管路502的输出端连接所述通道分配装置6的输入端；所述通道分配装置6的输出口通过仪表连接管路601与所述待校准的环境气体分析仪7连接。所述通道分配装置6具有多个输出口，多个所述输出口通过多条所述仪表连接管路601分别与多台所述待校准的环境气体分析仪7连接。在实际应用中，所述通道分配装置6可采用多通球阀或多通道分配仪。根据所述待校准的环境气体分析仪7的数量选择多通道分配仪的通道数，例如可选择日立信品牌RA112型多路气体分配仪。

在实际应用中，所述标准气体配气装置还包括控制阀和计算机。每条所述标准物质输入管路和所述零点气体输入管路上各设置有一个控制阀。所述控制阀与所述计算机连接。优选的，所述控制阀可采用上海SHJG微型电动球阀。

具体的，所述控制阀包括零点气体控制阀801、二氧化硫气体标准物质控制阀802、一氧化氮气体标准物质控制阀803和一氧化碳气体标准物质控制阀 804。所述零点气体控制阀801安装在所述零点气体输入管路101上；所述二氧化硫气体标准物质控制阀802安装在所述二氧化硫气体标准物质输入管路 102上；所述一氧化氮气体标准物质控制阀803安装在所述一氧化氮气体标准物质输入管路103上；所述一氧化碳气体标准物质控制阀804安装在所述一氧化碳气体标准物质输入管路104上。

下面以校准环境气体监测非常关心的SO₂、NO和CO为例，说明本实用新型标准气体配气装置的工作过程。二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳气体标准物质分别通过所述标准物质输入管路进入多通道分配器2，配制成需用的混合气体，并进入第一流量控制器301；与此同时，零点气体也通过零点气体输入管路101进入第二流量控制器302，在第一、第二流量控制器的共同作用下，配制成待校分析仪需用的气体。此过程中，用零点标气对多通道分配器2输出的气体进一步稀释。配制成的气体经过第一三通阀401的混合后，被第二三通阀402分成两路，其中一路输送至输出管路502，生成的标准气体从输出管路 502进入通道分配装置6后被分成多路，对多路待检测分析仪7进行检测操作；另一路为排空管路501，多余流量的标准物质从排空管路501排出。

作为一种扩展应用，本实用新型中所有阀门的切换和流量控制器2的控制都可以通过物联网的方式由数据计算控制中心的计算机进行操控，从而调节标准气体的浓度，使之与待校分析仪的目标浓度相匹配。因此所述控制阀、所述流量控制器需要与所述计算机有线或无线连接，所述多通道分配器2和所述通道分配装置6也可以由计算机统一控制。同时数据计算控制中心通过物联网获得待校分析仪的示值，自动比较该示值与标准气体浓度值的差值，进而控制待校准的环境气体分析仪器，自动对其进行校准、修正等操作，自动生成校准日志或检定报告。数据计算控制中心的计算机采用联想、三星、戴尔等公司生产的常规型号计算机即可。

本实用新型中采用多通道分配器和流量控制器能智能的自动完成需用的标准气体的配气，相比人工操作，智能化程度、工作效率和可靠性方面有很大程度的提高。并且全自动化的操作，代替人工操作，还能大量节省人力，节省环境气体分析仪校准工作中的人力成本。本实用新型可两级配制和稀释各种标准物质，还能智能完成待校分析仪的检测校准，具有较强的实际应用效果。

此外，本实用新型可用少数几种气体标准物质生成校准过程中用到的多种不同浓度的标准气体。并且各标准物质的输入管路上均设有控制阀，当不需要某种标准物质时，通过数据计算控制中心的计算机自动关闭与该标准物质相对应的输入控制阀即可，所以本实用新型只需用少数的标准物质，就可以生成多种不同浓度的标准气体，节省气体标准物质购置费用。

同时由于是全自动操作，可自动监测瓶装气体标准物质的剩余压力，及时反馈给数据计算控制中心并在数据显示系统上做出“气体标准物质更换提示”，无需对气体标准物质的使用情况进行人工监督，能够节省气体标准物质的管理费用。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置，其特征在于，所述标准气体配气装置包括：输入管路、多通道分配器、流量控制器、三通阀、输出管路、通道分配装置以及待校准的环境气体分析仪；所述输入管路包括零点气体输入管路和多条标准物质输入管路；所述流量控制器包括第一流量控制器和第二流量控制器；所述三通阀包括第一三通阀和第二三通阀；所述输出管路包括排空管路和标准气体输出管路；

多条所述标准物质输入管路的输出端分别与所述多通道分配器的输入端连接；所述多通道分配器的输出端连接所述第一流量控制器的输入端；所述零点气体输入管路的输出端连接所述第二流量控制器的输入端；所述第一三通阀的第一接口连接所述第二流量控制器的输出端，所述第一三通阀的第二接口连接所述第一流量控制器的输出端，所述第一三通阀的第三接口连接所述第二三通阀的第三接口；所述第二三通阀的第一接口连接所述排空管路，所述第二三通阀的第二接口连接所述标准气体输出管路的输入端；所述标准气体输出管路的输出端连接所述通道分配装置的输入端；所述通道分配装置的输出口通过仪表连接管路与所述待校准的环境气体分析仪连接。

2.根据权利要求1所述的用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置，其特征在于，多条标准物质输入管路包括二氧化硫气体标准物质输入管路、一氧化氮气体标准物质输入管路和一氧化碳气体标准物质输入管路。

3.根据权利要求1所述的用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置，其特征在于，所述零点气体输入管路的输入端伸入一个密封的零点气体盛装瓶中。

4.根据权利要求2所述的用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置，其特征在于，所述标准气体配气装置还包括控制阀和计算机；所述控制阀安装在所述输入管路上；所述控制阀与所述计算机连接。

5.根据权利要求4所述的用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置，其特征在于，所述控制阀包括零点气体控制阀、二氧化硫气体标准物质控制阀、一氧化氮气体标准物质控制阀和一氧化碳气体标准物质控制阀；所述零点气体控制阀安装在所述零点气体输入管路上；所述二氧化硫气体标准物质控制阀安装在所述二氧化硫气体标准物质输入管路上；所述一氧化氮气体标准物质控制阀安装在所述一氧化氮气体标准物质输入管路上；所述一氧化碳气体标准物质控制阀安装在所述一氧化碳气体标准物质输入管路上。

6.根据权利要求1所述的用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置，其特征在于，所述通道分配装置具有多个输出口，多个所述输出口通过多条所述仪表连接管路分别与多台所述待校准的环境气体分析仪连接。

7.根据权利要求6所述的用于环境气体分析仪校准的标准气体配气装置，其特征在于，所述通道分配装置为多通球阀。