[发明专利]一种气体样品的动态配制装置

说明书

本发明涉及样品制备装置，具体的说是一种气体样品的动态配制装置，包括中空密闭腔体，于腔体中部设有一腔体隔板，腔体隔板将腔体分隔成互不连通的二个腔室，分别为下部的载样腔体和上部的配气腔体；于腔体隔板中部开设有通孔，一富集膜覆盖于腔体隔板的通孔上；于靠近腔体隔板的配气腔体下部侧壁上设置有稀释气进样口，于远离腔体隔板的配气腔体上部侧壁上设置有气体样品出口；于配气腔体内部、稀释气进样口和气体样品出口之间的腔体壁上设置有折流板或扰流板。本发明的装置利用聚合物富集膜对VOCs的吸附溶解‑扩散‑解析作用，通过调节富集膜材质、厚度、稀释气流速、气压、VOCs母液/母气浓度等参数，实现宽浓度范围的气体样品快速动态配制。

技术领域

本发明涉及样品制备装置，具体的说是一种气体样品的动态配制装置。

背景技术

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)的气体标准物质在化学、环境、能源、医疗等各领域应用极为广泛。随着社会经济的不断发展，各行业对气体标准物质(标准气体)的需求量与日俱增，同时对标准气体的配制装置和方法也提出了较高的要求。标准气体的配制方法主要包括重量法、分压法、动态法等。重量法是目前广泛采用的标准气配制方法，其先将一定量的目标组分载入气瓶，再充入稀释气体，通过精密天平准确称量加入钢瓶中的组分质量，来计算出混合气体中目标组分的摩尔浓度。这种方法虽然可以得到精确的称量结果，但是操作过程繁琐，尤其是在配制低浓度的痕量标准气体时，通常需要经过多次充气稀释和称量才能配制所需浓度的气体样品，效率较低。分压法是按各配入组分的压力来计算出它的摩尔浓度或体积浓度，其操作方便，配制速度快，但这种方法仅适用于制备常温下是气体的样品，对于常温下为液态的化合物，如许多沸点相对较高的VOCs，则难以使用分压法进行配制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体样品的动态配制装置，利用聚合物富集膜对VOCs的吸附溶解-扩散-解析作用，通过调节富集膜材质、厚度、稀释气流速、气压、VOCs母液/母气浓度等参数，实现宽浓度范围的气体样品快速动态配制。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明的一种气体样品的动态配制装置，包括中空密闭腔体，于腔体中部设有一腔体隔板，腔体隔板将腔体分隔成互不连通的二个腔室，分别为下部的载样腔体和上部的配气腔体；

于腔体隔板中部开设有通孔，一富集膜覆盖于腔体隔板的通孔上，富集膜为片状结构；富集膜和通孔四周的腔体隔板之间通过一密封圈实现密封；

于靠近腔体隔板的配气腔体下部侧壁上设置有稀释气进样口，稀释气进样口经稀释气预热管通过气体传输管路与稀释气气源相连，稀释气依次经稀释气预热管和稀释气进样口进入配气腔体内部；于远离腔体隔板的配气腔体上部侧壁上设置有气体样品出口，配制的气体样品经气体样品出口排出；

于配气腔体内部、稀释气进样口和气体样品出口之间的腔体壁上设置有折流板或扰流板；

于靠近腔体隔板的载样腔体上部侧壁上设置有稳压阀接口，稳压阀接口经稳压阀通过气体传输管路与补充气源相连，补充气源依次经稳压阀和稳压阀接口与载样腔体内部相连通；

于载样腔体内部盛放待配制样品。

富集膜的材料包括但不限于聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚亚胺酯、或聚四氟乙烯等聚合物中的一种或二种以上。

待配制样品为气体，或待配制样品为液体，且其液面位于稳压阀接口下端。

稀释气为洁净空气、高纯氮气、氧气、氩气、氦气中的一种或上述气体中的二种以上混合气体；

补充气源为洁净空气、高纯氮气、氧气、氩气、氦气或待配制的气相样品中的一种或二种以上。

于载样腔体和配气腔体的外壁上设置有加热保温层，可控制载样腔体和配气腔体内部的温度在室温～300℃；