[发明专利]用于气体配制的装置和方法

说明书

本发明涉及气体分析领域，公开了一种用于气体配制的装置和方法。本发明的装置包括用于保证质量流量控制器压差的稳定罐。本发明的方法包括：(I)将稀释气和至少一种标准气通入一级产品气储罐中，通过质量流量控制器对通入的稀释气和至少一种标准气进行定量；(II)当一级产品气储罐中的压力升高使得质量流量控制器入口和出口的压差降低至质量流量控制器标准工作压差时，将稀释气和至少一种标准气切换至通入稳定罐中直至稳定罐中的压力与步骤(I)一级产品气储罐中的压力相同；(III)再将稀释气和至少一种标准气切换至通入一级产品气储罐中。本发明可以保证质量流量控制器正常使用且可以进行多级气体稀释，稀释倍数可以达到ppm甚至以下。

技术领域

本发明涉及气体分析领域，具体地，涉及一种用于气体配制的装置和方法。

背景技术

在气体分析领域，需要配制大量的不同浓度气体建立校正曲线，以达到根据校正曲线检测未知浓度混合物各组分含量检测的目的。

相较于传统的体积法配制混合气体，使用高压钢瓶质量法是目前精度较高的配气方法，但是该方法有着操作复杂，不能进行连续配气的缺点。

热式质量流量控制器具有操作简单，精度高的特点。其基本原理是通过检测流体与热源间的热量交换实现对流体质量流量的检测，测量不受环境温度和压强影响。其流量通常使用标准状态下的体积流量来表示。

目前市面上的大多质量流量控制器量程最大为30slm(slm表示标况下(0℃，1atm)升每分钟)，最小量程为1sccm，控制精度为±2％F.S，单次稀释浓度最低为7ppm。同时，受到质量流量控制器工作压差的限制，目前使用的质量流量控制器大多只能进行一次稀释，不能经过多次稀释达到更低的浓度。

CN202020864208.9和CN202010094317.1涉及的二级稀释系统通过一级稀释单元和二级稀释单元直接相连的方式进行二级稀释，利用质量流量控制器进行流量控制，这两种方法没有压力稳定单元，在二级产品需要较高压力如0.3MPa时，相应的一级稀释产品的压力要高0.3MPa即0.6MPa，在一级稀释产品压力升高的过程中，质量流量控制器无法正常工作。

CN201922364670.2所述的混合气体配制装置使用五个气体支回路与主气路并联，使用质量流量计控制主回路和支回路的气体流量，来进行一级稀释；将支回路中的气源转接成储气装置进行二级稀释。使用该方法稀释倍数可以达到ppb级，使用该方法可以得到非常低的浓度，但是稀释范围很窄。

CN201921737586.4公开的精密配气装置原料气连接质量流量控制器，经并联后进行气体比例稀释，该方法仅能进行一次配气，气体稀释倍数受质量流量控制器量程的限制，稀释浓度有限。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的存在的稀释范围较窄且质量流量控制器易无法正常工作的问题，提供一种用于气体配制的装置和方法。

为解决上述发明中存在的问题，本发明提出了一种带有质量流量控制器稳压单元的多级气体稀释系统，可实现宽浓度范围的气体配制。也即，为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种用于气体配制的装置，该装置包括稀释气储罐、一级产品气储罐、稳定罐和至少一个标准气储罐；所述稀释气储罐和至少一个标准气储罐分别与一级产品气储罐连接，且所述稳定罐也与所述稀释气储罐和至少一个标准气储罐连接，所述稀释气储罐和至少一个标准气储罐各自配置有质量流量控制器。

本发明还提供了一种配制气体的方法，该方法包括：(I)将稀释气和至少一种标准气通入一级产品气储罐中，通过质量流量控制器对通入的稀释气和至少一种标准气进行定量，该步骤中稀释气在质量流量控制器入口处的压力为V₁；