本實(shí)用新型涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于校準(zhǔn)氮氧化物分析儀的微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體制備裝置。

背景:

大氣中的氮?dú)狻⒀鯕?、氬氣和二氧化碳占干燥空氣?9.997%，其他氣體僅占0.003%，含量很少，多為微量氣體。例如氮氧化物、碳?xì)浠衔?、硫化物和氯化物。氮氧化物是大氣污染的主要污染物之一，?yán)重危害人類健康。近年來(lái)，空氣中氮氧化物的監(jiān)測(cè)和治理引起了社會(huì)各界的密切關(guān)注。化學(xué)發(fā)光檢測(cè)技術(shù)是基于NO與o3發(fā)生化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，發(fā)光強(qiáng)度與no的濃度成正比。氮氧化物分析儀是基于化學(xué)發(fā)光檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)氮氧化物的含量。在NOx分析儀的長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，隨著工作時(shí)間的增加，儀器的靈敏度有降低的趨勢(shì)，導(dǎo)致NOx分析儀的數(shù)據(jù)失真，因此有必要對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，以提高其工作穩(wěn)定性。氮氧化物分析儀正常使用時(shí)，傳感器的有效使用壽命為24 ~ 36個(gè)月。在有效使用壽命期間，應(yīng)進(jìn)行定期校準(zhǔn)和測(cè)試，以確保準(zhǔn)確有效的氣體監(jiān)測(cè)。

校準(zhǔn)氮氧化物分析儀時(shí)，必須使用動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體，采用相對(duì)比較法測(cè)量。首先，使用零氣體和標(biāo)準(zhǔn)濃度氣體校準(zhǔn)儀器，獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線并存儲(chǔ)在儀器中。測(cè)量時(shí)，儀器將待測(cè)氣體濃度產(chǎn)生的電信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)濃度的電信號(hào)進(jìn)行比較，計(jì)算出準(zhǔn)確的氣體濃度值。低濃度校準(zhǔn)，特別是10ppb級(jí)，動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體的制備尤為重要。氮氧化物分析儀的定期校準(zhǔn)是保證儀器測(cè)量準(zhǔn)確度的一項(xiàng)必不可少的工作。

氣體制備裝置是通過(guò)質(zhì)量流量控制器對(duì)高濃度的各種氣體進(jìn)行精確的混合和分配，從而為不同的用途提供精確的標(biāo)準(zhǔn)氣體。

技術(shù)要素:

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種用于氮氧化物分析儀校準(zhǔn)的微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體制備裝置，能夠制備10ppb以下的動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體，氣體混合均勻，校準(zhǔn)濃度值穩(wěn)定。

本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:

一種用于氮氧化物分析儀校準(zhǔn)的微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體制備裝置，包括氣體稀釋裝置；零氣源氮?dú)馄亢蜔o(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣體瓶分別與氣體稀釋裝置連通；氣體稀釋裝置包括第一氣路、第二氣路和第三氣路，連通管道均為防吸附管道；

第一氣路的一端與無(wú)標(biāo)氣體鋼瓶連通，另一端與三通I連接；氣路上設(shè)有氣體流量計(jì)I，氣體流量計(jì)I與流量指示器I電連接；無(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣瓶與氣體流量計(jì)I之間設(shè)有減壓閥I；

第二氣路的一端與零氣源氮?dú)怃撈窟B通，另一端與三通I連接；氣路上設(shè)有氣體流量計(jì)II，氣體流量計(jì)II與流量指示器II電連接；零氣源氮?dú)馄亢蜌怏w流量計(jì)II之間設(shè)有氮?dú)鈨艋b置；零氣源氮?dú)馄颗c氮?dú)鈨艋b置之間設(shè)有減壓閥II；

第三氣路的一端連接到三通I，另一端連接到氮氧化物分析儀。一個(gè)三通IV設(shè)置在氣體路徑上，并且其一個(gè)端口連接到大氣。

優(yōu)選地，氣體稀釋裝置還包括第四氣體路徑；其一端通過(guò)三通二與第二氣路連通，三通二設(shè)置在第二氣路上氣體流量計(jì)二與氮?dú)鈨艋b置之間；另一端通過(guò)三通三與第三氣路相連，三通三設(shè)置在第三氣路上的三通一和三通四之間；第四氣路設(shè)有氣體流量計(jì)III，氣體流量計(jì)III與流量指示器III電連接。

優(yōu)選地，氮?dú)饧兓b置由在氣路中串聯(lián)連接的氮?dú)饧兓鱅和氮?dú)饧兓鱅I組成。

最佳地，氮?dú)鈨艋鱅是7n凈化器，氮?dú)鈨艋鱅I是9n凈化器。

最佳地，防吸附管道是不銹鋼ep材料管道。

優(yōu)化后，三通一、三通二、三通三、三通四均為不銹鋼三通。

本實(shí)用新型涉及一種用于校準(zhǔn)氮氧化物分析儀的微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體制備裝置，首先解決了基體氣體的純度問(wèn)題。以99.9999%氮?dú)鉃榛A(chǔ)氣體，在低壓管道上設(shè)置氮?dú)鈨艋b置。出口氣體中no、no2、h2o、o2、co、co2、h2、nmhc等的部分含量小于1ppb。其次，氣體管道采用全焊接ep材料管道，全金屬密封，無(wú)套圈，無(wú)接口，最大限度減少氣體吸附。該裝置能夠充分混合混合痕量氣體，并進(jìn)一步稀釋混合痕量氣體，從而獲得最低濃度為1ppb的動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體。配制的標(biāo)準(zhǔn)氣體具有合理的不確定度、混合均勻、量值穩(wěn)定并溯源至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。它可以為化學(xué)發(fā)光氮氧化物分析儀提供(5-10)ppb量級(jí)的校準(zhǔn)，保證儀器測(cè)量的準(zhǔn)確性，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

詳細(xì)實(shí)施模式

下面將參照本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清晰完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型實(shí)施例的一部分，而不是整個(gè)實(shí)施例。在本實(shí)用新型實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)而獲得的所有其他實(shí)施例都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

示例1

如圖1所示，本實(shí)施例中用于氮氧化物分析儀校準(zhǔn)的微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體制備裝置具有分別與氣體稀釋裝置相連的零氣源氮?dú)馄?和無(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣體瓶1；氣體稀釋裝置包括第一氣路、第二氣路和第三氣路，連通管道為不銹鋼ep材料防吸附管道7。

第一氣路的一端與無(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣瓶1連接，另一端與三通I 31連接；氣路上設(shè)有氣體流量計(jì)I 11，氣體流量計(jì)i11與流量指示器I 21電連接；在無(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣瓶1和氣體流量計(jì)ⅰ11之間設(shè)有減壓閥ⅰ3。

第二氣路一端連接零氣源氮?dú)怃撈?，另一端連接三通I 31氣路上設(shè)有氣體流量計(jì)ⅱ12，與流量指示器ⅱ22電連接；在零氣源氮?dú)怃撈?和氣體流量計(jì)II 12之間設(shè)有氮?dú)鈨艋b置5；零氣源氮?dú)馄?和氮?dú)鈨艋b置5之間設(shè)有減壓閥ⅱ4；氮?dú)饧兓b置5由在氣路中串聯(lián)連接的氮?dú)饧兓鱅 51和氮?dú)饧兓鱅I 52組成，其中氮?dú)饧兓鱅 51是7n純化器，氮?dú)饧兓鱅I 52是9n純化器。

第三氣體路徑的一端連接到三通I 31，另一端連接到氮氧化物分析儀6。三通IV 34布置在氣體路徑上，并且三通IV 34的一個(gè)端口連接到大氣。三通I和三通IV由不銹鋼制成。

使用氮氧化物分析儀校準(zhǔn)微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體制備裝置時(shí)，氮氧化物分析儀開啟后，先打開其零氣源氮?dú)馄?和無(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣體瓶1，分別調(diào)節(jié)減壓閥，然后設(shè)定流量計(jì)的流量和微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體的設(shè)定值，穩(wěn)定供氣。在第三氣體路徑中，在三通ⅳ34和氮氧化物分析儀6之間存在負(fù)壓氣體路徑。由第一和第二氣路混合的微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體的一部分進(jìn)入氮氧化物分析儀6，剩余部分通過(guò)三通ⅳ34的端口排出。

示例2

如圖2所示，本實(shí)施例中用于氮氧化物分析儀校準(zhǔn)的微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體制備裝置具有分別與氣體稀釋裝置相連的零氣源氮?dú)馄?和無(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣體瓶1；氣體稀釋裝置包括第一氣路、第二氣路、第三氣路和第四氣路，連通管道為不銹鋼ep材料防吸附管道7。

第一氣路的一端與無(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣瓶1連接，另一端與三通I 31連接；氣路上設(shè)有氣體流量計(jì)I 11，氣體流量計(jì)i11與流量指示器I 21電連接；在無(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣瓶1和氣體流量計(jì)ⅰ11之間設(shè)有減壓閥ⅰ3。

第二氣路一端連接零氣源氮?dú)怃撈?，另一端連接三通I 31氣路上設(shè)有氣體流量計(jì)ⅱ12，與流量指示器ⅱ22電連接；在零氣源氮?dú)怃撈?和氣體流量計(jì)II 12之間設(shè)有氮?dú)鈨艋b置5；三通管ⅱ32設(shè)置在氣體流量計(jì)ⅱ12和氮?dú)鈨艋b置5之間；零氣源氮?dú)馄?和氮?dú)鈨艋b置5之間設(shè)有減壓閥ⅱ4；氮?dú)饧兓b置5由在氣路中串聯(lián)連接的氮?dú)饧兓鱅 51和氮?dú)饧兓鱅I 52組成，其中氮?dú)饧兓鱅 51是7n純化器，氮?dú)饧兓鱅I 52是9n純化器。

第三氣體路徑的一端連接到三通I 31，另一端連接到氮氧化物分析儀6。三通IV 34布置在氣體路徑上，并且三通IV 34的一個(gè)端口連接到大氣。三通ⅲ33布置在三通ⅰ31和三通ⅳ34之間。

第四氣路的一端通過(guò)三通II 32與第二氣路連通，另一端通過(guò)三通III 33與第三氣路連通。第四氣路設(shè)有氣體流量計(jì)III 13，其與流量指示器III 23電連接。三通I 31、II 32、III 33和IV 34都是不銹鋼三通。

該實(shí)施例和實(shí)施例1之間的區(qū)別在于，存在附加的再稀釋氣體路徑，即第四氣體路徑。

使用氮氧化物分析儀校準(zhǔn)微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體制備裝置時(shí)，氮氧化物分析儀開啟后，先打開其零氣源氮?dú)馄?和無(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣體瓶1，分別調(diào)節(jié)兩個(gè)減壓閥，然后設(shè)定三個(gè)流量計(jì)的流量來(lái)調(diào)節(jié)微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體的設(shè)定值，以穩(wěn)定供氣。在第三氣體路徑中，在三通ⅳ34和氮氧化物分析儀6之間存在負(fù)壓氣體路徑。由第一、第二和第四氣路混合的微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體部分進(jìn)入氮氧化物分析儀6，剩余部分通過(guò)三通ⅳ34的端口排出。

上述實(shí)施例中用于氮氧化物分析儀校準(zhǔn)的微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體制備裝置首先解決了基體氣體的純度問(wèn)題。以99.9999%氮?dú)鉃榛A(chǔ)氣體，在低壓管道上設(shè)置氮?dú)鈨艋b置。出口氣體中no、no2、h2o、o2、co、co2、h2、nmhc等的部分含量小于1ppb。其次，氣體管道采用全焊接ep材料管道，全金屬密封，無(wú)套圈，無(wú)接口，最大限度減少氣體吸附。該裝置可以將混合痕量氣體充分混合，并進(jìn)一步稀釋，得到最低濃度為1ppb的動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體。本發(fā)明具有不確定度合理、混合均勻、量值穩(wěn)定、溯源至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，可為化學(xué)發(fā)光氮氧化物分析儀提供(5-10)ppb量級(jí)的校準(zhǔn)，保證了儀器測(cè)量的準(zhǔn)確性，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

特別是實(shí)施例2的用于校準(zhǔn)氮氧化物分析儀的微量動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體制備裝置，

99.9999%氮?dú)庾鳛榛A(chǔ)氣體，用25升10mpa專用氮?dú)馄砍淙搿；|(zhì)氣體降壓后通過(guò)0.2mpa的低壓管道進(jìn)入氣體凈化裝置，凈化裝置配有0.003微米氮?dú)鈨艋?，為北京巴納克科技有限公司銷售的普賢凈化器，額定氣體流量:30l/min，最大氣體壓力:1.0mpa，最大氣體壓差:0.1mpa，進(jìn)口氣體純度不低于國(guó)標(biāo)5n，出口氣體含no、no2、h2o、o2。無(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣體為稱重法獲得的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，標(biāo)稱值為1000ppb的10升10mpa鋼瓶氣體，氣體流量計(jì)采用質(zhì)量流量計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)氣體流量上限為20ml/min，稀釋氣體為2l/min，準(zhǔn)確度為1.0%fs，線性度為0.5%，壓差范圍小于0.02mpa，全金屬密封，氣體流量計(jì)均通過(guò)0.2標(biāo)準(zhǔn)。燃?xì)夤艿啦捎萌附觘p管道，無(wú)夾套和接口，最大限度減少氣體吸附。無(wú)標(biāo)準(zhǔn)氣體與基體氣體混合得到動(dòng)態(tài)痕量標(biāo)準(zhǔn)氣體，通過(guò)第四氣路再次加入基體氣體，使混合后的痕量氣體進(jìn)一步混合稀釋，得到最低濃度為1ppb的動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)氣體。

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