[发明专利]一种微流量标准气体发生装置、系统及方法

说明书

本发明公开了一种微流量标准气体发生装置、系统和方法，所述装置包括上盖、主体、下壳体、过滤单元、气体发生单元和温度传感器；所述系统则包括上述微流量标准气体发生装置、气体输运装置及电路控制装置；所述方法采用上述微流量标准气体发生系统进行微流量标准气体的发生。本发明较好地解决了聚集气体的吸附问题，并保证了渗透管与外部环境的平衡状态，不仅体积小、集成度高，在接入检测气体使用时无需额外连接电磁阀、气体质量流量计等气路元器件，而且极大降低了设备成本及系统复杂度，使用方便、维护简单、产气速度及稳定性更好。

技术领域

本发明涉及气体发生的技术领域，更具体地讲，涉及一种微流量标准气体发生装置、系统及方法。

背景技术

在气体检测应用领域，均需要使用标准气体用于检测设备的标定。一些常规的性质较为稳定的标准气体，一般使用标准气瓶作为气源在线配制产生。而一些强挥发性、强腐蚀性、强吸附性气体，则很难采用标准气瓶的方式进行配制，特别是低浓度标气发生领域。此时，基于渗透管的低浓度标准气体发生技术有效弥补了传统技术的不足。

渗透管气体发生技术一般需要将渗透管置于恒温的密闭腔体中，再使用载气将渗透气体带出至外部气路产生标气，其所产生标气的浓度可根据载气流量及渗透管的渗透率进行换算得到。渗透管一般体积较小，可以集成至气体检测设备的主系统中，作为内标实现设备的自标定，在现场检测及便携式检测领域有着非常大的潜力。

传统的渗透管气体发生装置，普遍需要较大流量的载气，因此为了得到准确的浓度数据，需要使用气体质量流量计等可以准确测量或控制载气流量的外部气路器件，气路比较复杂，成本较高，体积庞大。同时，大流量载气在接触渗透管时，会与渗透管管体接触造成较大的热损，因此需要对载气进行预热，预热效果很难控制。

另外，传统的渗透管气体发生装置在停止使用时需要将渗透管取出单独保存，以防止渗透管渗透气体聚集或与外界杂质气体接触发生化学反应产生有害气体损坏渗透管：比如二氧化氮渗透管所产生的高浓度二氧化氮气体会在渗透窗附近聚集，而空气中的水分会与其结合产生亚硝酸，亚硝酸会沉积在渗透膜表面，也会腐蚀渗透管管体，影响渗透管产气精度。

虽然已有技术方案实现了小体积高集成度的渗透管气体发生装置，可以集成至检测设备内实现设备的内标，但仍然需要外部气路控制元件，比如电磁阀来转接过滤柱实现对渗透气体的吸附，防止储存时在气路中聚集产生高浓度标准气体。但由于滤料与渗透腔之间需要通过管路及气路元件转接，扩散收到影响，吸附抑制效果并不好。同时，为了得到标气的准确浓度，需要在气路中额外加入一个或多个气体质量流量计，造成设备成本的增加。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种区别于以往的渗透管气体发生装置、系统和方法，较好的解决了聚集气体的吸附问题并保证了渗透管与外部环境的平衡状态。

本发明的一方面提供了一种微流量标准气体发生装置，所述装置包括上盖、主体、下壳体、过滤单元、气体发生单元和温度传感器；

主体具有外筒体、内管体以及位于外筒体与内管体之间的环状腔体，上盖套装在内管体上，上盖上设有若干个第一通气孔；内管体具有管腔，内管体的上端具有第一延长段且下端具有第二延长段，内管体位于环状腔体底部的位置处沿着圆周方向设置有若干个第二通气孔，第二通气孔与内管体的管腔相分隔；过滤单元填充设置在环状腔体内；下壳体具有上端的粗管体、下端的细管体以及贯穿粗管体和细管体的容纳腔；

气体发生单元包括渗透管、导热体和加热体，渗透管置于下壳体的容纳腔中并且渗透管中部具有渗透窗和渗透腔，主体能够与下壳体对接安装并与渗透管的上端面形成端面密封结构，主体的内管体的第二延长段伸入渗透腔内且端部靠近渗透窗，所述第二通气孔连通主体的环状腔体与渗透管的渗透腔；加热体设置在下壳体上，导热体填充在渗透管与下壳体之间以及下壳体与加热体之间；

温度传感器安装在下壳体的下端并且也位于下壳体的容纳腔中，温度传感器与渗透管的下端相对设置且不接触。