[发明专利]一种用于微量气体连续自动配制的系统和方法

说明书

一种用于微量气体连续自动配制的系统和方法，微量气体配制领域。本发明的系统包括主气控制单元、微量气体控制单元、平衡气控制单元、切换阀单元、气体混合单元、输送控制单元。本发明用于微量气体连续自动配制的方法，采用定量环向具有定量的主成分气体的气袋供应定量的微量气体，混匀后，再经过连续定比例配气的方式，做进一步的连续化混气。本发明适应性强，有利于实验或生产中的使用气体组分连续衔接，包括不同的种类，可以减少对比技术中容积法所需要的少量气体也需要大量气体配制的不灵活和浪费的问题，也能够避免连续法中成分变动需要更换阻尼毛细管等引起中断的问题。

技术领域

本发明属于微量气体配制领域，具体涉及一种用于微量气体连续自动配制的系统和方法。

背景技术

配制微量气体一般是指目标组分在总气体中含量在mmol/mol甚至μmol/mol以下的组分配比。微量气体配制技术应用非常广泛，在常规化学反应、燃料电池、环境检测、农业种植、大气仿真、精密电子、医疗与生物等领域成为常见的应用技术。微量气体配制方法主要分为五种，即重量法、压力比法、质量流量比法、静态容量法和渗透管法，其中，前三项应用比较广泛。

由于应用要求的提高和技术的不完善，近年仍出现很多力图提供方便、快捷和准确的配气技术。

如专利CN102698645B、CN102921338B采用单级或多级的定容积的容器，经过不同气体补加与混合检测，再调整比例以达到设定比例的方法，间歇且需要至少在一个比较大的总体积以上才能使用。专利CN104162372B提供一种水-气置换技术，属于间歇式供应，也不具备大流量控制的方便条件，需要接受该气体的环境保持精确的压力稳定，否则自动发生快速的体积变化引起输出流量速度的大幅度变化，包括倒吸。

专利CN104248919B、CN211913375U对配比中的微量气体采用阻尼管提供稳定的流量控制，设置和改变阻尼管长度需要检测验证，应用上并不方便，不具备自动快速改变组分的能力。CN104303126B提供分子量变化测定达到调整配比的目的，在分子量相近或添加比例微小的气体则不适用。

专利CN201711444272.0使用空化混合器，具有连续供气和混合效果比较好的优点，但是受到射流原理的限制，其流量范围和配比受到一定限制。

专利CN104785134B提供等压的气体配比方法，适合于流量接近的气体配比。专利CN104959049B提供大比例配气技术，但是采用的称量法需要微量气体的总质量比较大，适合大量用气场合。

CN111220445A提出一种动态配气技术，采用膜扩散方式配制稀释气体，主要用于挥发性液体场合。

CN203853061U提出一种连续化配气技术，实质是连续地为多个独立的容器采用补压补加方式间歇地配制多个定容的混合气。CN102921338B属于四通阀或六通阀的定量环配气方式，适合于常压配气，对于输出高于大气压，以及连续供气和在线变比例，不具有适应性，

专利CN208800039U、CN205988708U、CN209155690U等则采用定容的高压气瓶转动方法提供定容积配制混合气的混匀方法，体积大，效率低，对于微量组分的配比混合均匀更加困难一些。

现有提出的技术在连续性、可变性、自动化、比例或总量灵活性等方面尚需要改进，以适应各行业日益提高的技术要求，这项技术有很多问题需要解决或者提高。

发明内容

针对上述不足本发明提供一种用于微量气体连续自动配制的系统和方法，该系统具有气体组分的连续可调和大范围比例变化的特点，有利于各种需要定量配置多种气体混合物，特别是配制微量组分的应用场合。既可以用于连续供应气体混合物，也可以用于间歇的定量配置。

本发明解决技术问题采用的系统包括主气控制单元、微量气体控制单元、平衡气控制单元、切换阀单元、气体混合单元、输送控制单元。