本實用新型涉及環(huán)境監(jiān)測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于校準氮氧化物分析儀的微量動態(tài)標準氣體制備裝置。

背景:

大氣中的氮氣、氧氣、氬氣和二氧化碳占干燥空氣的99.997%，其他氣體僅占0.003%，含量很少，多為微量氣體。例如氮氧化物、碳氫化合物、硫化物和氯化物。氮氧化物是大氣污染的主要污染物之一，嚴重危害人類健康。近年來，空氣中氮氧化物的監(jiān)測和治理引起了社會各界的密切關(guān)注?；瘜W發(fā)光檢測技術(shù)是基于NO與o3發(fā)生化學發(fā)光反應(yīng)，發(fā)光強度與no的濃度成正比。氮氧化物分析儀是基于化學發(fā)光檢測技術(shù)來檢測氮氧化物的含量。在NOx分析儀的長期運行過程中，隨著工作時間的增加，儀器的靈敏度有降低的趨勢，導致NOx分析儀的數(shù)據(jù)失真，因此有必要對儀器進行校準，以提高其工作穩(wěn)定性。氮氧化物分析儀正常使用時，傳感器的有效使用壽命為24 ~ 36個月。在有效使用壽命期間，應(yīng)進行定期校準和測試，以確保準確有效的氣體監(jiān)測。

校準氮氧化物分析儀時，必須使用動態(tài)標準氣體，采用相對比較法測量。首先，使用零氣體和標準濃度氣體校準儀器，獲得標準曲線并存儲在儀器中。測量時，儀器將待測氣體濃度產(chǎn)生的電信號與標準濃度的電信號進行比較，計算出準確的氣體濃度值。低濃度校準，特別是10ppb級，動態(tài)標準氣體的制備尤為重要。氮氧化物分析儀的定期校準是保證儀器測量準確度的一項必不可少的工作。

氣體制備裝置是通過質(zhì)量流量控制器對高濃度的各種氣體進行精確的混合和分配，從而為不同的用途提供精確的標準氣體。

技術(shù)要素:

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種用于氮氧化物分析儀校準的微量動態(tài)標準氣體制備裝置，能夠制備10ppb以下的動態(tài)標準氣體，氣體混合均勻，校準濃度值穩(wěn)定。

本實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的微量動態(tài)標準氣體制備裝置，包括氣體稀釋裝置；零氣源氮氣瓶和無標準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標氣體鋼瓶連通，另一端與三通I連接；氣路上設(shè)有氣體流量計I，氣體流量計I與流量指示器I電連接；無標準氣瓶與氣體流量計I之間設(shè)有減壓閥I；

第二氣路的一端與零氣源氮氣鋼瓶連通，另一端與三通I連接；氣路上設(shè)有氣體流量計II，氣體流量計II與流量指示器II電連接；零氣源氮氣瓶和氣體流量計II之間設(shè)有氮氣凈化裝置；零氣源氮氣瓶與氮氣凈化裝置之間設(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。一個三通IV設(shè)置在氣體路徑上，并且其一個端口連接到大氣。

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二與氮氣凈化裝置之間；另一端通過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III，氣體流量計III與流量指示器III電連接。

優(yōu)選地，氮氣純化裝置由在氣路中串聯(lián)連接的氮氣純化器I和氮氣純化器II組成。

最佳地，氮氣凈化器I是7n凈化器，氮氣凈化器II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。

本實用新型涉及一種用于校準氮氧化物分析儀的微量動態(tài)標準氣體制備裝置，首先解決了基體氣體的純度問題。以99.9999%氮氣為基礎(chǔ)氣體，在低壓管道上設(shè)置氮氣凈化裝置。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，無套圈，無接口，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，并進一步稀釋混合痕量氣體，從而獲得最低濃度為1ppb的動態(tài)標準氣體。配制的標準氣體具有合理的不確定度、混合均勻、量值穩(wěn)定并溯源至國家標準。它可以為化學發(fā)光氮氧化物分析儀提供(5-10)ppb量級的校準，保證儀器測量的準確性，具有較強的實用性。

詳細實施模式

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

示例1

如圖1所示，本實施例中用于氮氧化物分析儀校準的微量動態(tài)標準氣體制備裝置具有分別與氣體稀釋裝置相連的零氣源氮氣瓶2和無標準氣體瓶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標準氣瓶1連接，另一端與三通I 31連接；氣路上設(shè)有氣體流量計I 11，氣體流量計i11與流量指示器I 21電連接；在無標準氣瓶1和氣體流量計ⅰ11之間設(shè)有減壓閥ⅰ3。

第二氣路一端連接零氣源氮氣鋼瓶2，另一端連接三通I 31氣路上設(shè)有氣體流量計ⅱ12，與流量指示器ⅱ22電連接；在零氣源氮氣鋼瓶2和氣體流量計II 12之間設(shè)有氮氣凈化裝置5；零氣源氮氣瓶2和氮氣凈化裝置5之間設(shè)有減壓閥ⅱ4；氮氣純化裝置5由在氣路中串聯(lián)連接的氮氣純化器I 51和氮氣純化器II 52組成，其中氮氣純化器I 51是7n純化器，氮氣純化器II 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微量動態(tài)標準氣體制備裝置時，氮氧化物分析儀開啟后，先打開其零氣源氮氣瓶2和無標準氣體瓶1，分別調(diào)節(jié)減壓閥，然后設(shè)定流量計的流量和微量動態(tài)標準氣體的設(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之間存在負壓氣體路徑。由第一和第二氣路混合的微量動態(tài)標準氣體的一部分進入氮氧化物分析儀6，剩余部分通過三通ⅳ34的端口排出。

示例2

如圖2所示，本實施例中用于氮氧化物分析儀校準的微量動態(tài)標準氣體制備裝置具有分別與氣體稀釋裝置相連的零氣源氮氣瓶2和無標準氣體瓶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標準氣瓶1連接，另一端與三通I 31連接；氣路上設(shè)有氣體流量計I 11，氣體流量計i11與流量指示器I 21電連接；在無標準氣瓶1和氣體流量計ⅰ11之間設(shè)有減壓閥ⅰ3。

第二氣路一端連接零氣源氮氣鋼瓶2，另一端連接三通I 31氣路上設(shè)有氣體流量計ⅱ12，與流量指示器ⅱ22電連接；在零氣源氮氣鋼瓶2和氣體流量計II 12之間設(shè)有氮氣凈化裝置5；三通管ⅱ32設(shè)置在氣體流量計ⅱ12和氮氣凈化裝置5之間；零氣源氮氣瓶2和氮氣凈化裝置5之間設(shè)有減壓閥ⅱ4；氮氣純化裝置5由在氣路中串聯(lián)連接的氮氣純化器I 51和氮氣純化器II 52組成，其中氮氣純化器I 51是7n純化器，氮氣純化器II 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三通II 32與第二氣路連通，另一端通過三通III 33與第三氣路連通。第四氣路設(shè)有氣體流量計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。

該實施例和實施例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微量動態(tài)標準氣體制備裝置時，氮氧化物分析儀開啟后，先打開其零氣源氮氣瓶2和無標準氣體瓶1，分別調(diào)節(jié)兩個減壓閥，然后設(shè)定三個流量計的流量來調(diào)節(jié)微量動態(tài)標準氣體的設(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之間存在負壓氣體路徑。由第一、第二和第四氣路混合的微量動態(tài)標準氣體部分進入氮氧化物分析儀6，剩余部分通過三通ⅳ34的端口排出。

上述實施例中用于氮氧化物分析儀校準的微量動態(tài)標準氣體制備裝置首先解決了基體氣體的純度問題。以99.9999%氮氣為基礎(chǔ)氣體，在低壓管道上設(shè)置氮氣凈化裝置。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，無套圈，無接口，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，并進一步稀釋，得到最低濃度為1ppb的動態(tài)標準氣體。本發(fā)明具有不確定度合理、混合均勻、量值穩(wěn)定、溯源至國家標準的優(yōu)點，可為化學發(fā)光氮氧化物分析儀提供(5-10)ppb量級的校準，保證了儀器測量的準確性，具有較強的實用性。

特別是實施例2的用于校準氮氧化物分析儀的微量動態(tài)標準氣體制備裝置，

99.9999%氮氣作為基礎(chǔ)氣體，用25升10mpa專用氮氣瓶充入。基質(zhì)氣體降壓后通過0.2mpa的低壓管道進入氣體凈化裝置，凈化裝置配有0.003微米氮氣凈化器，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，進口氣體純度不低于國標5n，出口氣體含no、no2、h2o、o2。無標準氣體為稱重法獲得的有證標準物質(zhì)，標稱值為1000ppb的10升10mpa鋼瓶氣體，氣體流量計采用質(zhì)量流量計，標準氣體流量上限為20ml/min，稀釋氣體為2l/min，準確度為1.0%fs，線性度為0.5%，壓差范圍小于0.02mpa，全金屬密封，氣體流量計均通過0.2標準。燃氣管道采用全焊接ep管道，無夾套和接口，最大限度減少氣體吸附。無標準氣體與基體氣體混合得到動態(tài)痕量標準氣體，通過第四氣路再次加入基體氣體，使混合后的痕量氣體進一步混合稀釋，得到最低濃度為1ppb的動態(tài)標準氣體。

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