一種動態配氣儀及其配氣方法與流程
2023-05-01 05:35:31
本發明涉及氣體檢測儀器技術領域，尤其涉及一種動態配氣儀及其配氣方法，具體涉及一種結構簡單、提高配氣精度且能實現自清潔功能的動態配氣儀及其配氣方法。
背景技術：
目前，氣體檢測分析領域，隨著工業檢測領域對氣體濃度檢測準確度的要求越來越嚴，對標準氣體的濃度要求也隨之提高。當前最為常用的方式是對稀釋氣體通路和原料氣體通路分別利用一個稀釋氣流量控制器和一個原料氣流量控制器來對原料氣體進行比例稀釋，以獲得目標氣體，採用上述這種方式，存在一些缺點：如，原料氣體會有殘留，一方面增加了控制器達到平穩測量的時間，另一方面控制器在長期接觸較高濃度的酸性氣體時會出現一定程度上的腐蝕，影響其使用精確度和使用壽命。
除上述之外，在氣體檢測分析儀器中，需要用到配氣儀通過稀釋標準氣體來獲取不同濃度的氣體，而臭氧標準氣體需通過臭氧發生裝置來產生。從現有儀器來看，如圖1所示，包括標準氣體流量控制器1、稀釋氣體流量控制器2、氣阻3、臭氧發生器4和氣相滴定室5，主流的配氣儀中臭氧發生器4的流速控制都是通過在稀釋通道三通接頭的某一出氣通路上加上氣阻3來實現分流的。該設計存在如下幾點不足：1、氣阻3的加工精度要求高，一致性很難保證；2、氣阻3的分流大小受分壓大小的影響，穩定性和重複性不夠好，若添加分壓調節裝置，又會使得成本增加，結構變得複雜；3、臭氧發生器配套的流速傳感器在長期使用的過程中，精度等會出現偏差。
技術實現要素：
(一)要解決的技術問題
本發明的第一目的是：提供一種結構簡單、提高配氣精度且能實現自清潔功能的動態配氣儀，以解決現有的配氣儀存在原料氣體殘留而影響後續配氣精度、控制性及使用壽命的問題。
本發明的第二目的是：提供一種結構簡單、提高配氣精度且能實現自清潔功能的配氣方法，以解決現有的配氣方式使得原料氣體易殘留，進而影響後續配氣精度、控制性及使用壽命的問題。
(二)技術方案
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種動態配氣儀，包括標準氣體通路、稀釋氣體通路及混合氣體通路，所述標準氣體通路上設有第一閥組及標準氣體流量控制器，所述稀釋氣體通路上設有第二閥組及稀釋氣體流量控制器，所述第一閥組與所述第二閥組之間設有連通閥；所述標準氣體通路及稀釋氣體通路分別通過所述標準氣體流量控制器及稀釋氣體流量控制器與所述混合氣體通路連接。
其中，本申請提供的動態配氣儀還包括臭氧發生器，所述臭氧發生器的進氣口通過第三閥組與所述標準氣體流量控制器連接，所述臭氧發生器的出氣口與所述混合氣體通路連接。
其中，所述臭氧發生器與所述稀釋氣體流量控制器之間連接有第四閥組。
其中，所述標準氣體流量控制器的出氣口還連接有第五閥組，所述第五閥組的另一端與所述混合氣體通路連接。
其中，所述第一閥組包括至少一個單閥組，每個單閥組均對應連接有一條標準氣體接入支路，用於控制相應的標準氣通入所述標準氣體流量控制器。
本發明還提供了一種利用上述動態配氣儀進行的配氣方法，包括以下步驟：
開啟所述標準氣體的接入，接通所述第一閥組，根據預設標準氣體的流量值，控制所述標準氣體流量控制器的控制量，標準氣體通過所述標準氣體流量控制器進入所述混合氣體通路中；
開啟所述稀釋氣體的接入，接通所述第二閥組，根據預設稀釋氣體的流量值，控制所述稀釋氣體流量控制器的控制量，稀釋氣體通過所述稀釋氣體流量控制器進入所述混合氣體通路中；
所述標準氣體與所述稀釋氣體混合，得到目標氣體。
本發明還提供了一種利用上述動態配氣儀進行的配氣方法，包括以下步驟：
開啟所述稀釋氣體的接入；
接通所述第二閥組、所述連通閥及所述第三閥組，根據預設製備臭氧的流量值，控制所述標準氣體流量控制器的控制量，一部分所述稀釋氣體依次通過所述標準氣體流量控制器及第三閥組後進入所述臭氧發生器，製備臭氧，並將製備得到的臭氧送入所述混合氣體通路中；
根據預設稀釋氣體的流量值，控制所述稀釋氣體流量控制器的控制量，剩餘部分所述稀釋氣體通過所述稀釋氣體流量控制器進入所述混合氣體通路中；
所述臭氧與所述稀釋氣體混合，得到目標氣體。
本發明還提供了一種利用上述動態配氣儀進行的配氣方法，包括以下步驟：
開啟所述稀釋氣體的接入，接通所述第二閥組及所述第四閥組，根據預設稀釋氣體的流量值，控制所述稀釋氣體流量控制器的控制量，稀釋氣體通過所述稀釋氣體流量控制器後，一部分所述稀釋氣體通過所述第四閥組進入所述臭氧發生器，製備臭氧；剩餘部分所述稀釋氣體進入所述混合氣體通路中；
開啟所述標準氣體的接入，接通所述第一閥組及所述第三閥組，根據預設標準氣體的流量值，控制所述標準氣體流量控制器的控制量，標準氣體通過所述標準氣體流量控制器及第三閥組後進入所述臭氧發生器，與所述製備得到的臭氧反應，得到第一氣體，並將製備得到的第一氣體送入所述混合氣體通路中；
所述第一氣體與所述稀釋氣體混合，得到目標氣體。
(三)有益效果
本發明的上述技術方案具有如下優點：本發明提供了一種動態配氣儀，包括標準氣體通路、稀釋氣體通路及混合氣體通路，標準氣體通路上設有第一閥組及標準氣體流量控制器，第一閥組用於控制標準氣體通入標準氣體流量控制器；稀釋氣體通路上設有第二閥組及稀釋氣體流量控制器，第二閥組用於控制稀釋氣體通入稀釋氣體流量控制器；第一閥組與第二閥組之間設有連通閥，設計簡單，結構合理，在未接入標準氣體時，僅接入稀釋氣體，一部分稀釋氣體通過稀釋氣體流量控制器進入混合氣體通路，剩餘部分稀釋氣體通過標準氣體流量控制器進入混合氣體通路，以實現可以定期對氣體管路進行清洗，以使得配氣儀得到有效的清潔維護，除上述之外，通過設有連通閥，可同時通過標準氣體流量控制器及稀釋氣體流量控制器控制氣體流量，有效拓展了氣體流量範圍；標準氣體通路及稀釋氣體通路分別通過標準氣體流量控制器及稀釋氣體流量控制器與混合氣體通路連接，可以各自按需控制標準氣體與稀釋氣體的質量流量，從而通入到混合管路中配置目標氣體，結構簡單，操作簡便，控制性高。
附圖說明
圖1是現有技術中配氣儀的結構示意圖；
圖2是本發明一種動態配氣儀及其配氣方法實施例的動態配氣儀的結構示意圖。
圖中：1：標準氣體流量控制器；2：稀釋氣體流量控制器；3：氣阻；4：臭氧發生器；5：氣相滴定室；6：第一閥組；7：第二閥組；8：第三閥組；9：第四閥組；10：第五閥組；11：連通閥。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
需說明的是，在本實施例中，標準氣體可以為一氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、丙烷中的一種或多種；稀釋氣體為潔淨的空氣。
一方面，如圖2所示，本發明實施例提供了一種動態配氣儀，包括標準氣體通路、稀釋氣體通路及混合氣體通路，標準氣體通路上設有第一閥組6及標準氣體流量控制器1，第一閥組6用於控制標準氣體通入標準氣體流量控制器1；稀釋氣體通路上設有第二閥組7及稀釋氣體流量控制器2，第二閥組7用於控制稀釋氣體通入稀釋氣體流量控制器2；第一閥組6與第二閥組7之間設有連通閥11，在未接入標準氣體時，即僅接入稀釋氣體時，一部分稀釋氣體通過稀釋氣體流量控制器2進入混合氣體通路，剩餘部分稀釋氣體通過標準氣體流量控制器1進入混合氣體通路，以實現可以定期對氣體管路進行清洗，以使得配氣儀得到有效的清潔維護；標準氣體通路及稀釋氣體通路分別通過標準氣體流量控制器1及稀釋氣體流量控制器2與混合氣體通路連接，可以各自按需控制標準氣體與稀釋氣體的質量流量，從而通入到混合管路中配置目標氣體，結構簡單，操作簡便，控制性高。
除上述之外，通過設有連接第一閥組6與第二閥組7的連通閥11，在僅接入標準氣體或稀釋氣體時，可同時通過標準氣體流量控制器1和稀釋氣體流量控制器2對標準氣體或稀釋氣體進行流量輸送，突破了僅靠一個控制器輸送氣體流量的量程局限性，進而有效拓展了氣體流量範圍。
本申請提供的動態配氣儀，設計簡單，結構合理，且使用方便，在進行常規的配氣前，可以通過設於第一閥組6與第二閥組7之間的連通閥11，對動態配氣儀進行自清潔操作，以節約控制器達到平穩測量的時間，避免控制器在長期接觸較高濃度的酸性氣體時會出現一定程度上的腐蝕，進而以提高其使用精確度和使用壽命。
進一步地，本申請提供的動態配氣儀還包括臭氧發生器4，臭氧發生器4的進氣口通過第三閥組8與標準氣體流量控制器1連接，臭氧發生器4的出氣口與混合氣體通路連接，第三閥組8用於控制稀釋氣體通入臭氧發生器4，以製備臭氧。特別的，在臭氧配氣模式下，在接入稀釋氣體時，接通第二閥組7、連通閥11及第三閥組8，使得一部分稀釋氣體依次經由標準氣體流量控制器1及第三閥組8進入臭氧發生器4，製備臭氧；剩餘部分稀釋氣體經由稀釋氣體流量控制器2進入混合氣體管路，製備後的臭氧也通入混合氣體管路，稀釋氣體與臭氧混合，獲取目標濃度的氣體。通過設有連通閥11，通過控制流經標準氣體流量控制器1的稀釋氣體的流量，進而能精確控制製備臭氧的質量流量，保證了臭氧流量的穩定性和準確性。
進一步地，在本實施例中，臭氧發生器4與稀釋氣體流量控制器2之間連接有第四閥組9，第四閥組9用於控制稀釋氣體通入臭氧發生器4，以製備臭氧。特別的，在氣相滴定模式下，接入稀釋氣體並接通第二閥組7及第四閥組9，一部分稀釋氣體通過第四閥組9進入臭氧發生器4，製備臭氧，剩餘部分稀釋氣體進入混合氣體通路中；接入標準氣體並接通第一閥組6及第三閥組8，標準氣體通過標準氣體流量控制器1及第三閥組8後進入臭氧發生器4，與製備得到的臭氧反應，得到第一氣體，並將製備得到的第一氣體送入混合氣體通路中；第一氣體與稀釋氣體混合，得到目標氣體。通過採用第三閥組8與第四閥組9的配合使用，無需額外設置氣相滴定室，使得動態配氣儀的佔用空間減小，流路縮短，提高了配氣的輸出穩定時間。
需說明的是，在氣相滴定模式下，可先啟動臭氧配氣模式下的第二閥組7、連通閥11及第三閥組8，通過控制經過標準氣體流量控制器1的稀釋氣體流量對臭氧發生器4裡面的流量傳感器進行動態校準，可以提高流量傳感器的測量精度，進而以提高配氣精度。
進一步地，在本實施例中，標準氣體流量控制器1的出氣口還連接有第五閥組10，第五閥組10的另一端與混合氣體通路連接，第五閥組10用於控制標準氣體通入混合氣體通路。特別的，在本實施例中，第一閥組6、第二閥組7、第三閥組8、第四閥組9、第五閥組10及連通閥11可以為電磁閥、控制閥或手動操作閥的一種或多種，具體根據實際實施條件進行相應的選擇。
具體地，第一閥組6包括至少一個單閥組，每個單閥組均對應連接有一條標準氣體接入支路，用於控制相應的標準氣通入標準氣體流量控制器1。在本實施例中，第一閥組6由四個單閥組組合而成，其中，四個單閥組均設有一個進氣口，可以分別對應連接一條標準氣體接入支路，四個單閥組共同限定出一個出氣口，用於與標準氣體流量控制器1連接。特別的，第一閥組6的數量可以根據實際的實施條件進行合理的選擇。
在本實施例中，第二閥組7、第三閥組8、第四閥組9、第五閥組10及連通閥11為單閥組。
另一方面，本發明還提供了一種利用上述動態配氣儀進行的配氣方法，即常規配氣模式，具體包括以下步驟：
開啟標準氣體的接入，接通第一閥組6，根據預設標準氣體的流量值，控制標準氣體流量控制器1的控制量，標準氣體通過標準氣體流量控制器1進入混合氣體通路中；其中，預設標準氣體的流量值可根據實際實施條件進行合理的設定。
開啟稀釋氣體的接入，接通第二閥組7，根據預設稀釋氣體的流量值，控制稀釋氣體流量控制器2的控制量，稀釋氣體通過稀釋氣體流量控制器2進入混合氣體通路中；其中，預設稀釋氣體的流量值可根據實際實施條件進行合理的設定。
進入混合氣體通路中的標準氣體與進入混合氣體通路中的稀釋氣體混合，最終得到目標氣體。
另一方面，本發明還提供了一種利用上述動態配氣儀進行的配氣方法，即臭氧配氣模式，具體包括以下步驟：
開啟稀釋氣體的接入；
接通第二閥組7、連通閥11及第三閥組8，根據預設製備臭氧的流量值，控制標準氣體流量控制器1的控制量，一部分稀釋氣體依次通過標準氣體流量控制器1及第三閥組8後進入臭氧發生器4，製備臭氧，並將製備得到的臭氧送入混合氣體通路中；其中，預設製備臭氧的流量值可根據實際實施條件進行合理的設定。
根據預設稀釋氣體的流量值，控制稀釋氣體流量控制器2的控制量，剩餘部分稀釋氣體通過稀釋氣體流量控制器2進入混合氣體通路中；其中，預設稀釋氣體的流量值可根據實際實施條件進行合理的設定。
進入混合氣體通路中的臭氧與進入混合氣體通路中的稀釋氣體混合，最終得到目標氣體。
另一方面，本發明還提供了一種利用上述動態配氣儀進行的配氣方法，即氣相滴定模式，具體包括以下步驟：
開啟稀釋氣體的接入，接通第二閥組7及第四閥組9，根據預設稀釋氣體的流量值，控制稀釋氣體流量控制器2的控制量，稀釋氣體通過稀釋氣體流量控制器2後，一部分稀釋氣體通過第四閥組9進入臭氧發生器4，製備臭氧；剩餘部分稀釋氣體進入混合氣體通路中；其中，預設稀釋氣體的流量值可根據實際實施條件進行合理的設定。
開啟標準氣體的接入，接通第一閥組6及第三閥組8，根據預設標準氣體的流量值，控制標準氣體流量控制器1的控制量，標準氣體通過標準氣體流量控制器1及第三閥組8後進入臭氧發生器4，與製備得到的臭氧反應，得到第一氣體，並將製備得到的第一氣體送入混合氣體通路中；其中，預設標準氣體的流量值可根據實際實施條件進行合理的設定。
進入混合氣體通路中的第一氣體與進入混合氣體通路中的稀釋氣體混合，最終得到目標氣體。
綜上所述，本發明提供了一種動態配氣儀，包括標準氣體通路、稀釋氣體通路及混合氣體通路，標準氣體通路上設有第一閥組及標準氣體流量控制器，第一閥組用於控制標準氣體通入標準氣體流量控制器；稀釋氣體通路上設有第二閥組及稀釋氣體流量控制器，第二閥組用於控制稀釋氣體通入稀釋氣體流量控制器；第一閥組與第二閥組之間設有連通閥，設計簡單，結構合理，在未接入標準氣體時，僅接入稀釋氣體，一部分稀釋氣體通過稀釋氣體流量控制器進入混合氣體通路，剩餘部分稀釋氣體通過標準氣體流量控制器進入混合氣體通路，以實現可以定期對氣體管路進行清洗，以使得配氣儀得到有效的清潔維護；除上述之外，通過設有連通閥，可同時通過標準氣體流量控制器及稀釋氣體流量控制器控制氣體流量，有效拓展了氣體流量範圍；標準氣體通路及稀釋氣體通路分別通過標準氣體流量控制器及稀釋氣體流量控制器與混合氣體通路連接，可以各自按需控制標準氣體與稀釋氣體的質量流量，從而通入到混合管路中配置目標氣體，結構簡單，操作簡便，控制性高。
最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。