CN210332303U

CN210332303U - 一种动态气体稀释仪

Info

Publication number: CN210332303U
Application number: CN201921101975.8U
Authority: CN
Inventors: 崔晓俊; 于海琪; 阮贵萍; 时玲
Original assignee: Shanghai Shige Calibration Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Shige Calibration Technology Co ltd
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2029-07-15

Abstract

本实用新型公开了一种动态气体稀释仪，包括外壳、标准气质量流量控制器和稀释气质量流量控制器、气体混合室、第二风扇，所述外壳的表面镶嵌有触摸屏，通过设置两个质量流量控制器的流量，在气体混合室配置出所需要的标气浓度(标气目标浓度)，标气通过标气出口进入仪器检测，剩下气体通过排空排放到大气。目前浓度单位支持ppm与ppb之间，mg/m³与μg/m³之间的互相换算。气体流量单位SCCM(standardcubiccentimeterperminute)表示标准状态毫升/分。该动态气体稀释仪设有RS232接口和网络接口，可以通过连接电脑，实现本地或遥控控制。本实用新型仅需通过调节一瓶高浓度标气与一瓶背景气在动态稀释仪中的稀释比例，即可快速获得浓度可控的任意低浓度标气，随制随用。

Description

一种动态气体稀释仪

技术领域

本实用新型涉及气体稀释技术领域，具体为一种动态气体稀释仪。

背景技术

目前，用户想要若是购买多组分、低含量(零点几个百分比、ppm级甚至ppb级别)的标气，需要标气厂家单独购买。这样的标气不仅价格昂贵(几千甚至上万)，并且往往保质期短(半年甚至几个月)。低浓度标气气瓶的压力也无法做高(仅为3-5公斤)，致使一瓶标气的使用次数非常有限。

最后，购买不同浓度的标气气瓶的储存、管理、维护问题对于那些存储空间不够宽裕的用户来说也是一个难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种动态气体稀释仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种动态气体稀释仪，包括外壳、标准气质量流量控制器和稀释气质量流量控制器、气体混合室、第二风扇，所述外壳的表面镶嵌有触摸屏，通过设置两个质量流量控制器的流量，在气体混合室配置出所需要的标气浓度(标气目标浓度)，标气通过标气出口进入仪器检测，剩下气体通过排空排放到大气。目前浓度单位支持ppm与ppb之间，mg/m³与μg/m³之间的互相换算。气体流量单位SCCM(standard cubic centimeter per minute)表示标准状态毫升/分。该动态气体稀释仪设有RS232接口和网络接口，可以通过连接电脑，实现本地或遥控控制。

优选的，所述稀释气入口、标气出口和标气入口均通过单向阀与气体混合室内部连通，且所述标气出口的单向阀的方向与稀释气入口和标气入口的相反。

优选的，通过PLC编程组态，控制标准气质量流量控制器和稀释气质量流量控制器的流量，实现目标稀释浓度。

优选的，多余气体通过第二风扇排放到大气。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、完全在线，设计精巧的外壳，适合于机架安装，也便于携带至现场工作。

2、精度高，通过PLC动态控制质量流量控制器的气体配比，经色谱分析后，其线性回归值可达0.9995，稀释准确度高、重复性好。

3、智能化，通过RS232和网口与其它电脑连接，用于本地或遥控控制。

4、操作方便，通过触摸屏，设置三种配气模式：自动配气、手动配气和序列配气。

附图说明

图1为本实用新型的主视外观示意图；

图2为本实用新型的后视外观示意图；

图3为本实用新型的气体混合室俯视外观示意图；

图4为本实用新型的气体混合室主视结构示意图。

图中：1、外壳；2、把手；3、开关；4、显示屏；5、第一风扇；6、稀释气入口；7、排空口；8、RS232接口；9、网络接口；10、标气出口；11、标气入口；12、电源接口；13、固定孔；14、橡胶条；15、气体混合室；16、第二风扇；17、稀释气质量流量控制器；18、盖板；19、支柱。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1至图4，本实用新型提供的一种实施例：一种动态气体稀释仪，包括外壳1、气体混合室15、第二风扇16和盖板18，外壳1的表面镶嵌有显示屏4，用于显示气体混合室15内的目标气体浓度，外壳1的表面位于显示屏4的一侧设有开关3，外壳1的表面位于显示屏4的两侧设有把手2，外壳1的背面设有第一风扇5，用于外壳1内部环境降温，第一风扇5的下方设有电源接口12，第一风扇5的一侧设有稀释气入口6、排空口7、标气出口10和标气入口11，稀释气入口6、标气出口10和标气入口11均通过单向阀与气体混合室15内部连通，且标气出口10的单向阀的方向与稀释气入口6和标气入口11的相反，外壳1的背面背离第一风扇5的一侧设有RS232接口8，便于装置进行RS232通讯，RS232接口8的下方设有网络接口9，使装置可通过网络接口9与上位机通讯。

外壳1的内部设有气体混合室15，气体混合室15的顶部盖放有盖板18，气体混合室15的拐角处开设有固定孔13，气体混合室15和盖板18通过固定孔13和螺栓连接固定，气体混合室15的顶端表面设有橡胶条14，盖板18的底端表面开设有与橡胶条14大小相适配的卡接槽s，用于增加盖板18与气体混合室15之间的密封性，盖板18上插接有质量流量控制器17。

工作原理：在触摸屏上选择好气体稀释的类型、标准气体的浓度、目标气体的稀释浓度等数据，通过PLC内置的算法，计算出标准气体和稀释气体的流入量，通过PLC来动态调节标准气质量流量控制器和稀释气质量流量控制器17的阀门开度来实现流量的控制，然后在气体混合室15内混合，实现目标气体的稀释浓度，多余的气体通过风扇排出仪器外部。

应用实施例1

本实用新型基本单元主要部件为两个质量流量控制器，一个为稀释气流量控制器，量程范围为0～10000SCCM(1000SCCM可选)，另一个为标气流量控制器，量程范围为0～100SCCM。通过设置两个质量流量控制器的流量，在气体混合室配置出所需要的标气浓度(标气目标浓度)，标气通过标气出口进入仪器检测，剩下气体通过排空排放到大气。目前浓度单位支持ppm与ppb之间，mg/m3与μg/m3之间的互相换算。气体流量单位SCCM(standardcubic centimeter per minute)表示标准状态毫升/分。

表1-1技术参数

在使用过程中首先检查仪器气密性：采用保压法测试。建议周期为半年左右。具体方法为，仪器在关机断电状态下，用堵头堵住稀释仪排空口。分别在稀释气(零气)入口、标气入口、标气出口接上钢瓶气(氮气、空气均可)，压力都调节为0.3MPa(43.51psi)左右，并记录下来。30min后观察并记录压力变化。

表1-2保压测试表

本实用新型的操作指南:

1)接好标气、稀释气(0.1～0.3MPa)、标气出口、排空及电源

2)打开仪器电源、选择自动配气

3)依次输入平衡气类型、标气初始浓度(单位)、标气目标浓度(单位)、标气目标流量、运行时间。

4)点击开始。开始配气。

本实用新型的气体动态校准仪支持三种配气模式：自动配气、手动配气和序列配气。

自动配气只需要输入稀释气类型、标气初始浓度、标气目标浓度、目标流量即可完成配气。自动配气支持气体流量范围为量程的3％～100％。

手动配气需要输入平衡气类型、标气初始浓度、标气流量、稀释气流量实现配气。手动配气支持气体流量范围为量程的0％～100％。

序列配气是指用户可以通过设置一系列浓度(最多支持8个浓度)进行依次配气，免去用户在做校准曲线时候的等待时间。序列配气根据手动配气设置。

主界面显示配气模式、标气目标浓度、标气实际浓度、标气目标流量、标气实际流量、稀释气目标流量、稀释气实际流量、当前状态、运行时间、报警信息。左边为可编辑选项，包括自动配气设置、手动配气设置、序列、开始。

在本实用新型中自动配气。依次选择稀释气类型(高纯氮气、高纯空气，选择)、标气初始浓度、标气初始浓度单位、标气目标浓度、标气目标浓度单位、目标总浓度、运行时间。点击开始，开始配气。注意事项：1)运行时间输入0或者不输入，为持续运行。2)自动配气流量限定为满量程的3％～100％，超出该范围则配气失败，因此如果超出该范围，建议修改总流量或者目标浓度，或者采用手动配气。3)目前单位换算只支持ppm与ppb，mg/m3与μg/m3，因此在选择单位时，标气浓度单位为ppm，目标浓度。

在本实用新型中手动配气，进入自动配气界面。依次选择稀释气类型(高纯氮气、高纯空气，选择)、标气初始浓度、标气初始浓度单位、标气流量、稀释气流量、运行时间。点击开始，开始配气。注意事项：1)运行时间输入0或者不输入，为持续运行。2)手动配气流量限定为满量程的0％～100％，超出该范围则配气失败。

在本实用新型中序列配气。输入标气浓度、标气浓度单位，选择稀释气类型，按照序列1，2，3···，依次输入标气流量、稀释气流量和运行时间，完毕，点击开始，进行序列配气。注意事项：1)应该按照序列1，2，3···依次输入目标浓度，不能有空行。2)在做标准曲线时，建议设置从低到高设置浓度梯度。3)序列进行中，点击停止时，序列会中断运行，再点击开始，会从第1个序列重新开始运行。

本实用新型动态稀释仪的动态稀释仪出厂测试如表1-3所示

表1-3

1、电子性能测试

2、功能测试

3、性能测试

用户使用本实用新型的动态气体稀释仪，便能够将高浓度标气与背景气等比例稀释，获得任意浓度的低浓度标气，且浓度可控。动态气体稀释仪具有以下优势：

操作简便，用户仅需通过调节一瓶高浓度标气与一瓶背景气在动态稀释仪中的稀释比例，即可快速获得浓度可控的任意低浓度标气，随制随用。

用户只需购买一瓶高浓度标样即可，降低了用户购买与储存成本。

2)稀释仪可将高浓度标气浓度稀释至ppb级别

3)获得的低浓度标气，经色谱分析后，其线性回归值可达0.9995，稀释准确度高、重复性好。

4)价格相对低廉，体积小，易于搬运。

5)彩色触摸屏用于参数设定和监测。

6)通过RS232与其它电脑连接，用于本地或遥控控制。

7)具扩展性。

8)流路设计具有最大灵活性，最低的误差。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims

1.一种动态气体稀释仪，包括外壳(1)、气体混合室(15)、第二风扇(16)和稀释气质量流量控制器(17)，其特征在于：所述外壳(1)的表面镶嵌有显示屏(4)用于用户设置参数及监控进程、内置质量流量计，在标准气和稀释气管路上设置高精度质量流量计，然后通过PLC调节相应阀门开度来控制标准气和稀释气的质量流量或体积流量，在混合器中实现预设的稀释比例，然后供给其他设备使用。

2.根据权利要求1所述的一种动态气体稀释仪，其特征在于：数字输出设有RS232接口(8)和网络接口(9)，可以实现远程设置和监控。

3.根据权利要求1所述的一种动态气体稀释仪，其特征在于：外壳(1)的表面镶嵌有触摸屏，用于用户设置参数，如稀释倍数，以及监控稀释的进程，何时进入稳定的稀释状态。

4.根据权利要求1所述的一种动态气体稀释仪，其特征在于：该动态气体稀释仪可以实现自我校准，确保稀释的精度。

5.根据权利要求1所述的一种动态气体稀释仪，其特征在于：所述气体混合室(15)的拐角处开设有固定孔(13)，所述气体混合室(15)和盖板(18)通过固定孔(13)和螺栓连接固定。

6.根据权利要求1所述的一种动态气体稀释仪，其特征在于：所述稀释气质量流量控制器(17)位于盖板(18)的中心处，所述第二风扇(16)位于气体混合室(15)的中心处，且稀释气质量流量控制器(17)位于第二风扇(16)的正上方。