本发明涉及化学分析,尤其涉及一种气体脉冲稀释装置和方法。
背景技术:
1、气体样品的检测是化工、环保、职业防护等分析测试行业十分常见的检验项目。通常气体的稀释方法有二种,分别是流量法和重量法。流量法是将两种不同的气体分别通过质量流量计,混合后依据质量比计算稀释后样品的含量;重量法是将不同气体压缩进入恒重容器中,混合后依据不同成分的重量比计算稀释后样品含量。目前气体样品的进样器存在以下缺点:①结构复杂,普遍采用十二或十六通阀作为不同样品转换通道,质量流量泵作为稀释单元。②价格昂贵,由于采用了多位多通道平面或锥口气体阀与质量流量计,整体价格很贵。③功能单一,由于多通道多位阀会影响质量流量泵准确性,目前气体进样器有进样和稀释两种仪器组合完成,校正曲线或样品的稀释需先在稀释器上配制完成,再转移到进样器上完成进样,工作繁琐、成本昂贵且耗费时间。
2、因此,急需开发一种气体脉冲稀释装置和方法以解决上述技术问题。
3、有鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种气体脉冲稀释装置和方法,结构简单,设计巧妙,采用两位二通和两位三通阀作为不同样品转换通道,脉冲时间和恒流泵作为稀释单元,用混合器对气体混匀,稳定性好,应用故障率低,价格低廉,具有多样化功能,集校准曲线配制、样品稀释和进样、带压样品进样与采样袋清洗等功能于一体,稀释的同时为仪器进样,消除了样品转移误差,减少了人员操作时间,增加了使用效益,可同时为多台仪器提供进样服务,具有广阔的应用前景,有利于推广应用。
2、为了实现上述目的,本发明提供的一种气体脉冲稀释装置,包括与样品气连通的样品控制电磁阀j01-j40,上部清洗通道开关阀j41-j45,清洗钢瓶气控制电磁阀j46,稀释气控制电磁阀j47,标准气控制电磁阀j48,稀释气体加注阀j49,下部清洗阀j51-j55,混合器和恒流泵,每八个样品控制电磁阀共用一个公共通道,上部清洗通道开关阀j41-j45、清洗钢瓶气控制电磁阀j46、稀释气控制电磁阀j47和标准气控制电磁阀j48共用一个通道,稀释气体加注阀j49和下部清洗阀j51-j55共用一个通道,以上阀均为两位两通常闭电磁阀,所述混合器的旁路接口电磁阀j50和j56为两位三通常闭电磁阀,所述混合器的进气玻璃管直通瓶底部,出气口在瓶顶部,外部包裹加热膜和温度感应探头一,加热膜外包裹有保温材料和铝箔,清洗钢瓶气通过减压阀与恒温加热模块连接,所述恒温加热模块为圆柱形,其内部插设有加热棒和温度感应探头二,外部缠绕有不锈钢管线,所述不锈钢管线的外部依次包裹有保温材料和铝箔,所述不锈钢管线与电磁阀j46底部铝座相连接,所述恒流泵前接电磁阀j56出口,后接检测仪器进样口,其外部包裹保温材料,其流速可调节,气体在同一公共管道内以恒定流速流动,不同气体通过脉冲阀切换,按脉冲时间不同转换进入公共通道内,在混合器内混匀后,通过恒流泵注入检测仪器,计算公式如下:;
3、其中:t-脉冲时间;v-恒定流速;t-单次脉冲时间;m-脉冲次数;
4、通过以上计算,稀释比与样品的脉冲次数比成正相关关系,即在管线气体恒流时,可以用样品阀开闭的脉冲次数与稀释阀开闭的脉冲次数之比,计算样品的稀释度,从而对标准气或样品气按设定的比例进行稀释。
5、优选地,所述混合器为耐高温玻璃材质,容量为100ml。
6、优选地,所述混合器外部包裹的加热膜为100w,温度感应探头一为pt100。
7、优选地,加热膜外包裹的保温材料厚度为3mm。
8、优选地,所述恒温加热模块内部插设的加热棒为100w,温度感应探头二为pt100,外部包裹的保温材料厚度为3mm。
9、优选地,所述恒流泵的流速为0-3.0 l/min,外部包裹的保温材料厚度为3mm。
10、优选地,所述恒温加热模块上缠绕有20圈φ1.62的不锈钢管线。
11、本发明还提供了一种气体脉冲稀释方法,采用上述气体脉冲稀释装置,包括如下步骤:
12、s1:样前或样后清洗:依据样品类型判断内部管路的清洗;
13、s2:进样操作:依据样品类别选择内部进样管路与进样方法;
14、s3:阀清洗操作:在样品运行结束或仪器停止后,选择需要清洗的样品阀编号,按下阀清洗,按清洗时间将每一组中的所有选择的样品阀打开,直到选择的样品阀全部清洗结束;
15、s4:袋清洗操作:在样品运行结束或仪器停止后,选择需要清洗的样品袋编号,按下袋清洗,仪器按选择的袋清洗次数,充填和排出清洗气,至全部清洗结束;
16、s5:恒温操作:选择清洗气和混合瓶加热恒温,按设定的温度进行升温至温度恒定,然后开始其它操作;
17、s6:稀释气充填操作:按下充气键,仪器自动为稀释气袋充填稀释气体,运行灯亮时此键无效。
18、优选地,所述s1的具体步骤为:
19、ss1:校准样:j46、j49、j50和j56阀打开,按样前或样后清洗时间进行清洗,清洗后全部关闭电磁阀,等待清洗平衡时间后再进行其它操作;
20、ss2:稀释样:j46、j49、j50和j56阀打开,同时按样品编号寻找对应的组号,打开上下对应的清洗阀,按方法中设定时间清洗,结束关闭阀,清洗后要等待方法中的清洗平衡时间再进行其它操作;
21、ss3:气袋样:按样品编号寻找对应的组号,打开上下对应的清洗阀,同时打开j46阀,按方法中设定时间清洗,结束关闭阀,清洗后要等待方法中的清洗平衡时间再进行其它操作;
22、ss4:球胆样:按样品编号寻找对应的组号,打开上下对应的清洗阀,同时打开j46阀,按方法中设定时间清洗,结束关闭阀,清洗后要等待方法中的清洗平衡时间再进行其它操作。
23、优选地,所述s2的具体步骤为:
24、ss1:标准样:选择样品类别为标准样,选择稀释比,按脉冲比例打开j48阀和j47阀,同时打开j49、j50、j56和恒流泵,按进样时间对检测仪器进样,进样后要等待进样平衡时间后再发送进样信号给色谱或质谱仪器;
25、ss2:稀释样:选择样品类别为稀释样,选择稀释比,按脉冲比例打开样品对应的阀和j47阀,同时打开j49和样品对应组相对应的下清洗阀,并打开j50、j56和恒流泵,按进样时间对检测仪器进样,进样后要等待进样平衡时间后再发送进样信号给色谱或质谱仪器;
26、ss3:气袋样:选择样品类别为气袋样,打开样品对应的样品气阀和样品对应组对应的下清洗阀,同时打开恒流泵,按进样时间对检测仪器进样,进样后要等待进样平衡时间后再发送进样信号给色谱或质谱仪器;
27、ss4:球胆样:选择样品类别为球胆样,打开样品对应的样品气阀和样品对应组对应的下清洗阀,按进样时间对检测仪器进样,进样后要等待“进样平衡时间”后再发送进样信号给色谱或质谱仪器;
28、在以上所有操作中打开运行灯,运行期间阀清洗和袋清洗按键无效。
29、本发明提供的一种气体脉冲稀释装置和方法,具有如下有益效果。
30、1.本发明结构简单,设计巧妙,采用两位二通和两位三通阀作为不同样品转换通道,脉冲时间和恒流泵作为稀释单元,用混合器对气体混匀,稳定性好,应用故障率低,价格低廉。
31、2.本发明具有多样化功能,集校准曲线配制、样品稀释和进样、带压样品进样与采样袋清洗等功能于一体,稀释的同时为仪器进样,消除了样品转移误差,减少了人员操作时间,增加了使用效益,可同时为多台仪器提供进样服务。
1.一种气体脉冲稀释装置,其特征在于,包括与样品气连通的样品控制电磁阀j01-j40,上部清洗通道开关阀j41-j45,清洗钢瓶气控制电磁阀j46,稀释气控制电磁阀j47,标准气控制电磁阀j48,稀释气体加注阀j49,下部清洗阀j51-j55,混合器和恒流泵,每八个样品控制电磁阀共用一个公共通道,上部清洗通道开关阀j41-j45、清洗钢瓶气控制电磁阀j46、稀释气控制电磁阀j47和标准气控制电磁阀j48共用一个通道,稀释气体加注阀j49和下部清洗阀j51-j55共用一个通道,以上阀均为两位两通常闭电磁阀,所述混合器的旁路接口电磁阀j50和j56为两位三通常闭电磁阀,所述混合器的进气玻璃管直通瓶底部,出气口在瓶顶部,外部包裹加热膜和温度感应探头一,加热膜外包裹有保温材料和铝箔,清洗钢瓶气通过减压阀与恒温加热模块连接,所述恒温加热模块为圆柱形,其内部插设有加热棒和温度感应探头二,外部缠绕有不锈钢管线,所述不锈钢管线的外部依次包裹有保温材料和铝箔,所述不锈钢管线与电磁阀j46底部铝座相连接,所述恒流泵前接电磁阀j56出口,后接检测仪器进样口,其外部包裹保温材料,其流速可调节,气体在同一公共管道内以恒定流速流动,不同气体通过脉冲阀切换,按脉冲时间不同转换进入公共通道内,在混合器内混匀后,通过恒流泵注入检测仪器,计算公式如下:;
2.根据权利要求1所述的一种气体脉冲稀释装置,其特征在于,所述混合器为耐高温玻璃材质,容量为100ml。
3.根据权利要求2所述的一种气体脉冲稀释装置,其特征在于,所述混合器外部包裹的加热膜为100w,温度感应探头一为pt100。
4.根据权利要求3所述的一种气体脉冲稀释装置,其特征在于,加热膜外包裹的保温材料厚度为3mm。
5.根据权利要求4所述的一种气体脉冲稀释装置,其特征在于,所述恒温加热模块内部插设的加热棒为100w,温度感应探头二为pt100, 外部包裹的保温材料厚度为3mm。
6.根据权利要求5所述的一种气体脉冲稀释装置,其特征在于,所述恒流泵的流速为0-3.0 l/min,外部包裹的保温材料厚度为3mm。
7.根据权利要求6所述的一种气体脉冲稀释装置,其特征在于,所述恒温加热模块上缠绕有20圈φ1.62的不锈钢管线。
8.一种气体脉冲稀释方法,其特征在于,采用权利要求1-7任一所述气体脉冲稀释装置,包括如下步骤:
9.根据权利要求8所述的一种气体脉冲稀释方法,其特征在于,所述s1的具体步骤为:
10.根据权利要求9所述的一种气体脉冲稀释方法,其特征在于,所述s2的具体步骤为:
