專利名稱：全自動標準氣體配制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明提供一種全自動標準氣體配制裝置，屬于電氣自動化技術領域。
背景技術：
標準物質的作用是實現(xiàn)準確一致的測量，確保量值溯源。標準氣體廣泛應用于產(chǎn)品質量監(jiān)督和質量控制、儀器儀表的校準、大氣環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、臨床檢驗、分析方法的評價等領域，標準氣體的制備方法有多種，如重量法、靜態(tài)容量法以及動態(tài)擴散管法等，其中重量法在我國應用最為廣泛。重量法是以質量作為基準的絕對測量方法，具有準確度高的特點，屬國際公認的標準方法。傳統(tǒng)的重量法，其組分氣體的稱量是制備標準氣體的關鍵，由于氣瓶本身質量較大(一般為2 20kg)，而充入的組分氣體質量相對較小(2 20g)，因此對天平要求很高。需采用大載荷(20kg)、小感量(10mg)的高精密天平稱量充人氣瓶的原料氣體，用電子天平[最大載荷(16kg)、感量(0. lg)]稱量充入氣瓶的高壓底氣。為了準確稱量質量很大的氣瓶中所充填的很少量的氣體，除了對天平有很高要求外，還要求保證一定的稱量量。這樣，在稱量操作中很難保證能夠達到很高的準確度。而且，要配制多組分標準氣體時，必須多次精密稱量待配制原料氣的質量，對操作的穩(wěn)定性和準確度要求很高，過程十分繁瑣。 采用全自動標準氣體配制裝置，參與配制的原料氣的質量通過質量流量計，由電腦精確計算而得到，計量精度大幅度提高，免除了手工重量法所必須采用的手工稱取原料氣和高壓稀釋底氣的繁瑣過程，提高了自動化水平，并能自動實現(xiàn)任意濃度標準氣體及多組分標準氣體的配制。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷、配制含量準確、效率高、并可實現(xiàn)單個
氣瓶的多組分標準氣體的連續(xù)配制全自動標準氣體配制裝置。其技術內容為 包括計算機、設有電磁閥的高壓底氣氣路、設有質量流量計和電磁閥的原料氣氣
路、恒溫室、標準氣體配氣瓶、真空泵、溫度測量儀、壓力傳感器和若干電磁閥，其特征在于
在恒溫室內增設六通閥和定量管，其中六通閥的5端、6端對應接定量管的兩端，4端通過第
七電磁閥接真空泵，3端通過原料氣氣路接原料氣，1端接設有第一電磁閥和第二電磁閥的
高壓底氣氣路，2端依次經(jīng)過設有第四電磁閥和第六電磁閥的氣路接真空泵、依次經(jīng)過設有
第四電磁閥和第三電磁閥的氣路接第一電磁閥和第二電磁閥之間的氣路、依次經(jīng)過設有第
四電磁閥和第五電磁閥的氣路接標準氣體配氣瓶，壓力傳感器設置在第五電磁閥與標準氣
體配氣瓶之間的氣路上，溫度測量儀、質量流量計、壓力傳感器的輸出端均接計算機，參與
配制的原料氣的質量是通過質量流量計的流量信號，經(jīng)電腦計算而得。 所述的全自動標準氣體配制裝置，原料氣氣路為設有質量流量計和第八電磁閥的一路，輸出端接六通閥的3端。 所述的全自動標準氣體配制裝置，原料氣氣路為多路，每一路上均設有質量流量計和第八電磁閥，輸出端均接六通閥的3端，參與配制的標氣種類可在六通閥的3端接出的 管路接點上通過任意添加控制通斷的電磁閥和質量流量計而得到，所配制的同種原料氣也 可通過電腦采集質量流量計的流量信號，控制進入定量管的原料氣質量，實現(xiàn)任意濃度標 準氣體的配制。 所述的全自動標準氣體配制裝置，恒溫室采用恒溫氣室，配制標準氣體時恒溫室 的溫度恒定50°C ，將六通閥恒溫到50°C ，實現(xiàn)恒溫配氣。 所述的全自動標準氣體配制裝置，標準氣體配氣瓶設置在設有溫度測量儀的容器 內。 其工作原理為六通閥斷電，位于初始位置，對六通閥所在的恒溫室進行5(TC恒 溫，恒溫時間到，開啟真空泵。打開第五電磁閥、第六電磁閥和第七電磁閥，真空泵通過第七 電磁閥分別對定量管、通過第六電磁閥和第五電磁閥對標準氣體配氣瓶抽真空，由壓力傳 感器測得抽到規(guī)定的極限真空(10Pa)后，關閉第五電磁閥、第六電磁閥和第七電磁閥，關 閉真空泵。打開第八電磁閥，原料氣通過質量流量計、第八電磁閥進入定量管，進入定量管 的原料氣達到所設定的質量M1后，關閉第八電磁閥。將六通閥通電，使六通閥切換到第二 位置。依次打開第一、第二、第四、第五電磁閥，使高壓底氣將連接六通閥的定量管中的原料 氣沖入標準氣體配氣瓶。持續(xù)一段時間并保證定量管中的原料氣體已全部進入配氣瓶后， 關閉第二、第四電磁閥，打開第三電磁閥，高壓底氣通過第一、第三、第五電磁閥繼續(xù)對配氣 瓶充壓，直到規(guī)定的壓力值。由配氣瓶的容積、配氣瓶中高壓底氣的壓力及測得的配氣瓶所 在環(huán)境的溫度，根據(jù)標準氣態(tài)方程得到進入配氣瓶的高壓底氣的質量為M2。前述的進入配 氣瓶的原料氣的質量M1與混合氣總質量(Ml+M2))的比值，即為所配制標準氣體的氣體含 量G = M1/ (Ml+M2)，單位換算為PPM值。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，利用標準氣體配制裝置配制標準氣體，配制過程全部實 現(xiàn)自動化，與傳統(tǒng)的重量法相比，配制效率、含量準確度均大幅提高，并可實現(xiàn)單個氣瓶的 多組分標準氣體的連續(xù)配制，極大提高了工作效率，配制出來的標準氣體的指標達到國家 一級標準物質的標準。


圖1是本發(fā)明實施例的結構示意圖。 圖中1、計算機2、質量流量計3、恒溫室4、標準氣體配氣瓶5、真空泵6、 溫度測量儀7、壓力傳感器8、六通閥9、定量管10、容器Fl、第一電磁閥F2、第二 電磁閥 F3、第三電磁閥 F4、第四電磁閥 F5、第五電磁閥 F6、第六電磁閥 F7、第七電 磁閥F8、第八電磁閥
具體實施例方式
在圖1的實施例中，所有電磁閥的1端表示電磁閥入口，2端表示電磁閥出口。恒 溫室3采用恒溫氣室，六通閥8和定量管9均設置在恒溫室3內，標準氣體配氣瓶4設置在 設有溫度測量儀6的容器10內，六通閥8的5端、6端對應接定量管9的兩端，4端通過第 七電磁閥F7接真空泵5， 3端通過設有質量流量計2和第八電磁閥F8的原料氣氣路接原料 氣，1端接設有第一電磁閥Fl和第二電磁閥F2的高壓底氣氣路，2端依次經(jīng)過設有第四電磁閥F4和第六電磁閥F6的氣路接真空泵5、依次經(jīng)過設有第四電磁閥F4和第三電磁閥F3 的氣路接第一電磁閥Fl和第二電磁閥F2之間的氣路、依次經(jīng)過設有第四電磁閥F4和第五 電磁閥F5的氣路接標準氣體配氣瓶4，壓力傳感器7設置在第五電磁閥F5與標準氣體配氣 瓶4之間的氣路上，溫度測量儀6、質量流量計2、壓力傳感器7的輸出端均接計算機1 ，參與 配制的原料氣的質量是通過質量流量計2的流量信號，經(jīng)計算機1計算而得。
根據(jù)需要，原料氣氣路也可為多路，參與配制的標氣種類可在六通閥8的3端接出 的管路接點A上通過任意添加控制通斷的第八電磁閥F8和質量流量計2而得到，所配制的 同種原料氣也可通過計算機1采集質量流量計2的流量信號，控制進入定量管9的原料氣 質量，實現(xiàn)任意濃度標準氣體的配制?？蓪崿F(xiàn)單個氣瓶的多組分標準氣體的連續(xù)配制，極大 提高了工作效率，配制出來的標準氣體的指標達到國家一級標準物質的標準。
權利要求
一種全自動標準氣體配制裝置，包括計算機(1)、設有電磁閥的高壓底氣氣路、設有質量流量計(2)和電磁閥的原料氣氣路、恒溫室(3)、標準氣體配氣瓶(4)、真空泵(5)、溫度測量儀(6)、壓力傳感器(7)和若干電磁閥，其特征在于在恒溫室(3)內增設六通閥(8)和定量管(9)，其中六通閥(8)的5端、6端對應接定量管(9)的兩端，4端通過第七電磁閥F7接真空泵(5)，3端通過原料氣氣路接原料氣，1端接設有第一電磁閥F1和第二電磁閥F2的高壓底氣氣路，2端依次經(jīng)過設有第四電磁閥F4和第六電磁閥F6的氣路接真空泵(5)、依次經(jīng)過設有第四電磁閥F4和第三電磁閥F3的氣路接第一電磁閥F1和第二電磁閥F2之間的氣路、依次經(jīng)過設有第四電磁閥F4和第五電磁閥F5的氣路接標準氣體配氣瓶(4)，壓力傳感器(7)設置在第五電磁閥F5與標準氣體配氣瓶(4)之間的氣路上，溫度測量儀(6)、質量流量計(2)、壓力傳感器(7)的輸出端均接計算機(1)。
2. 如權利要求1所述的全自動標準氣體配制裝置，其特征在于原料氣氣路為設有質 量流量計(2)和第八電磁閥F8的一路，輸出端接六通閥(8)的3端。
3. 如權利要求l所述的全自動標準氣體配制裝置，其特征在于原料氣氣路為多路，每 一路上均設有質量流量計(2)和第八電磁閥F8，輸出端均接六通閥(8)的3端。
4. 如權利要求1所述的全自動標準氣體配制裝置，其特征在于恒溫室(3)采用恒溫 氣室，配制標準氣體時恒溫室(3)的溫度恒定5(TC。
5. 如權利要求1所述的全自動標準氣體配制裝置，其特征在于標準氣體配氣瓶(4) 設置在設有溫度測量儀(6)的容器(10)內。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全自動標準氣體配制裝置，包括高壓底氣氣路、原料氣氣路、恒溫室、標準氣體配氣瓶、真空泵、壓力傳感器和若干電磁閥，特征在于在恒溫室內增設六通閥和定量管，其中六通閥的5端、6端對應接定量管的兩端，4端通過電磁閥接真空泵，3端通過原料氣氣路接原料氣，1端接設有第一電磁閥和第二電磁閥的高壓底氣氣路，2端經(jīng)設有第四電磁閥和第六電磁閥的氣路接真空泵、經(jīng)設有第四電磁閥和第三電磁閥的氣路接第一電磁閥和第二電磁閥之間的氣路、經(jīng)過設有第四電磁閥和第五電磁閥的氣路接標準氣體配氣瓶，壓力傳感器設置在第五電磁閥與標準氣體配氣瓶之間的氣路上。本發(fā)明配制含量準確、效率高，配制出來的標準氣體為國家一級標準物質。
文檔編號B01F3/02GK101708442SQ20091001779
公開日2010年5月19日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權日2009年9月4日
發(fā)明者畢海成, 王志廣 申請人:山東中惠儀器有限公司