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一種標準氣體動態混合儀.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510986168.9

申請日:

2015.12.25

公開號:

CN105536587A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):B01F 5/06申請公布日:20160504|||實質審查的生效IPC(主分類):B01F 5/06申請日:20151225|||公開
IPC分類號: B01F5/06; B01F3/02; B01F15/04 主分類號: B01F5/06
申請人: 南京信息工程大學
發明人: 余歡; 戴亮
地址: 210044 江蘇省南京市建鄴區奧體大街69號
優先權:
專利代理機構: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238 代理人: 張立榮;裴詠萍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510986168.9

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2019.04.05|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種標準氣體動態混合儀,用以控制進入實驗部分的有機氣體濃度;包括載氣源、有機物發生器、氣體混合器;載氣源分別通過質量流量控制器與氣體混合器和有機物發生器相連;有機物發生器通過單向閥與氣體混合器相連;氣體混合器為管狀,內部垂直于軸向方向平行設有兩個多孔板;氣體混合器與實驗部分相連。利用本發明裝置能有效對有機氣體進行稀釋混合。

權利要求書

1.一種標準氣體動態混合儀,用以控制進入實驗部分的有機氣體濃度;其特征在于:包括載氣源、有機物發生器、氣體混合器;所述載氣源分別通過質量流量控制器與氣體混合器和有機物發生器相連;所述有機物發生器通過單向閥與氣體混合器相連;所述氣體混合器為管狀,內部垂直于軸向方向平行設有兩個多孔板;所述氣體混合器與實驗部分相連。2.根據權利要求1所述的標準氣體動態混合儀,其特征在于:所述多孔板的孔徑大小為4.5-10微米。3.根據權利要求1或2所述的標準氣體動態混合儀,其特征在于:所述載氣源分別通過質量流量控制器和反饋質量流量控制器與氣體混合器相連;所述有機物發生器通過單向閥與外界相連通。4.根據權利要求3所述的標準氣體動態混合儀,其特征在于:所述標準氣體動態混合儀還包括溫控系統;所述載氣源與質量流量控制器之間、質量流量控制器與有機物發生器之間通過管道相連;連接有機物發生器及載氣源之間的管道及所述有機物發生器設于溫控系統內。5.根據權利要求4所述的標準氣體動態混合儀,其特征在于:所述溫控系統采用水浴。6.根據權利要求1所述的標準氣體動態混合儀,其特征在于:所述氣體混合器通過質量流量控制器與實驗部分相連。7.根據權利要求6所述的標準氣體動態混合儀,其特征在于:所述氣體混合器通過針閥與外界相連通。8.根據權利要求1所述的標準氣體動態混合儀,其特征在于:所述質量流量控制器與氣體混合器之間、單向閥與氣體混合器之間通過管道相連;氣體混合器與實驗部分通過管道相連;氣體混合器兩端的管道采用細管結構,管徑大小為0.25英寸;所述氣體混合器的內徑大小為1英寸;所述氣體混合器的總長為10英寸;所述兩個多孔板之間的距離為8.5cm。9.根據權利要求1所述的標準氣體動態混合儀,其特征在于:所述標準氣體動態混合儀還包括一氧化碳去除器;所述載氣源通過一氧化碳去除器后與各質量流量控制器相連。

說明書

一種標準氣體動態混合儀

技術領域

本發明涉及一種對有機氣體稀釋混勻的裝置。

背景技術

大氣新粒子生成是國際氣溶膠研究的熱點與難點。大氣新粒子生成對大氣環境有著重要的影響,并且氣溶膠的形成與大氣新粒子生成密切相關。因此越來越多的專家學者開始研究大氣中新粒子的形成,這包括新粒子的形成機制,新粒子的前體物質。對于成核機理的理解,在實驗室模擬、成核模型和外場觀測三方面達不到統一。在外場觀測方面,主要是不能準確的測量成核速率和粒徑增長速率:對于前體物質的不了解,以及低揮發性有機物的難以得出準確的結果

因此在流動管-PSM實驗裝置,觀察有機氣體參與大氣新粒子生成的過程,并且有助于弄清楚大氣新粒子生成中前體物扮演的角色。在實驗過程中我們需要將ppbv至pptv濃度級別的氣體注入流動管,目前有機氣體發生器產生的有機氣體濃度在1ppmv遠遠高于我們真實大氣中有機氣體濃度,這就需要我們將一已知濃度的有機氣體進行稀釋混合。

現行的方法是用緩沖混合的方式,但是這樣的混合效率不高,而且低濃度的氣體更加難以混合均勻,難以控制進氣量。還有采用單級縮孔混合的技術手段,但是這樣的混合手段對于大管徑混合效果不好。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷,提供一種能有效對有機氣體進行稀釋混合的裝置。

為了達到上述目的,本發明提供了一種標準氣體動態混合儀,用以控制進入實驗部分的有機氣體濃度;包括載氣源、有機物發生器、氣體混合器;載氣源分別通過質量流量控制器與氣體混合器和有機物發生器相連;有機物發生器通過單向閥與氣體混合器相連;氣體混合器為管狀,內部垂直于軸向方向平行設有兩個多孔板;氣體混合器與實驗部分相連。

多孔板的孔徑大小為4.5-10微米。兩個多孔板之間的距離為8.5cm。

載氣源分別通過質量流量控制器和反饋質量流量控制器與氣體混合器相連;有機物發生器通過單向閥與外界相連通。

標準氣體動態混合儀還包括溫控系統;載氣源與質量流量控制器之間、質量流量控制器與有機物發生器之間通過管道相連;有機物發生器及載氣源之間的管道及有機物發生器設于溫控系統內。

其中,溫控系統優選水浴。

氣體混合器通過質量流量控制器與實驗部分相連。

氣體混合器通過針閥與外界相連通。

質量流量控制器與氣體混合器之間、單向閥與氣體混合器之間通過管道相連;氣體混合器與實驗部分通過管道相連;連接氣體混合器兩端的管道采用細管結構,管徑大小為0.25英寸;氣體混合器的內徑大小為1英寸,總長為10英寸;兩個多孔板之間的距離為8.5cm。

本發明標準氣體動態混合儀還包括一氧化碳去除器;載氣源通過一氧化碳去除器后與各質量流量控制器相連。

本發明相比現有技術具有以下優點:

1.本發明在氣體混合器內設置多孔板,可以看作是多個縮孔,在縮孔位置氣體壓力流速比較大,混合程度更加均勻,相比于使用錐形縮孔,分布板的效率更高混合更快。

2.本發明利用溫控系統控制有機物發生器中有機氣體的產生濃度,通過質量流量控制器對高純載氣的通入量進行調節,能有效控制有機氣體的稀釋濃度。

3.本發明具有零氣(干凈的氣體)功能,在需要切換零氣時,關閉有機物發生器與氣體混合器之間的單向閥,將有機物發生器產生的有機氣體排向外部,以保證有機氣體產生濃度的穩定性,同時通過反饋質量流量控制器補償有機氣體通入關閉引起的流量與壓力變化。

4.利用針閥可將多余的混合氣體排放出裝置外。

5.本發明一體式結構便于使用放置,所占空間較小;且稀釋效率高,稀釋效果好,可以連續的控制目標氣體濃度。

附圖說明

圖1為本發明標準氣體動態混合儀的結構示意圖;

圖2為圖1中氣體混合器的結構放大圖。

圖中,1-質量流量控制器,2-質量流量控制器,3-單向閥,4-質量流量控制器,5-針閥,6-反饋質量流量控制器,7-單向閥,8-載氣源,9-一氧化碳去除器,10-有機物發生器,11-氣體混合器,12-水浴,13-氣體分布板,14-管道。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細說明。

如圖1所示,本發明標準氣體動態混合儀包括載氣源8、一氧化碳去除器9、有機物發生器10、氣體混合器11、水浴12。載氣源8產生高純載氣通過一氧化碳去除器9后,分成三路。兩路分別通過質量流量控制器2和反饋質量流量器6進入氣體混合器10內,另一路通過質量流量控制器進入有機物發生器10的底部,通過載氣將有機氣體吹帶出,在通過單向閥3進入氣體混合器11內。氣體混合器11出氣口分別通過質量流量控制器4和針閥5將混合后的氣體通入實驗部分和排出裝置外部。以上各部件之間均通過管道相連。質量流量控制器1與有機物發生器10之間連接的管道以及有機物發生器10均設于水浴11內,通過控制水浴12的溫度,調控有機氣體產生的濃度。高純載氣在進入有機物發生器10前,先進入設于水浴12內的管道加熱至相同溫度之后再進行載帶。結合圖2,氣體混合器11為管狀,內部垂直于軸向方向平行設有兩個多孔板13,兩個多孔板13上設置的多孔的孔徑大小為4.5μm,兩個多孔板13之間的間距為為8.5cm,兩個多孔板之間形成氣體混合腔。兩個多孔板位于氣體混合器11中部。氣體混合器11的總長為10英寸。連接氣體混合器兩端管道14為細管結構,其管徑大小與氣體混合器11的管徑大小比例為:細管外徑為1/4英寸,氣體混合器內徑為一英寸。細管處流速大,放氣/加氣影響較小。有機物發生器10出氣口處的兩個單向閥3、7不能同時開閉:當單向閥3關閉時,單向閥7打開,反饋質量流量控制器6打開(反饋質量流量控制器6與質量流量控制器1流量一致,用于補償單向閥3關閉時有機氣體放空引起的進入氣體混合器11部分流量的變化);單向閥3打開時,單向閥7關閉,反饋質量流量控制器6關閉,進入混合器的氣體是已知濃度的有機氣體。

在使用時,首先打開質量流量控制器1、2、4,反饋質量流量控制器6處于關閉狀態,單向閥3打開,單向閥7關閉,調節針閥5與質量流量控制器4,使得質量流量控制器4達到實驗部分所需流量,針閥5的作用是穩定氣壓。實驗過程中,質量流量控制器1處于一直打開狀態,以使有機物發生器10產生的有機氣體濃度一定。高純載體通過一氧化碳去除器后,一部分通過質量流量控制器1進入處于水浴12中的管道,控制溫度與有機物發生器10溫度一致,然后將有機物發生器10所產生的有機氣體(有機氣體濃度通過改變水浴12的溫度進行調控)通過單向閥3引入氣體混合器11中;另一部分通過質量流量控制器2進入氣體混合器11中,用于稀釋有機氣體。載氣和有機氣體在氣體混合器11內混合均勻后,通過質量流量控制器4通入實驗部分。當實驗過程中需要用零氣時,關閉單向閥3,同時打開單向閥7與反饋質量流量控制器6,并且反饋質量流量控制器6的流量等于質量流量控制器1的流量,目的在于補償關閉單向閥3引起的流量與壓力變化。從質量流量控制器4將混合好的有機氣體或者零氣引入實驗部分,多余的混合氣體或零氣通過針閥5排放出體系。

關 鍵 詞:
一種 標準 氣體 動態 混合
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