一种闭式循环气体混配测控装置

本技术涉及气体混合装置，具体涉及为一种闭式循环气体混配测控装置。

背景技术：

1、在工业生产过程中，特别是化学品的生产以及化学试验过程中，往往需要配制各种各样的混合气体，有的是为了稀释气体，有的是将不同的气体进行混合，得到包含多种组成成分的混合气，通过气体混合装置获取所需混合气体，用以进行化学试验或者用于制取气体分析仪、纯度仪、可燃气体检测报警器、气体检漏仪、各种气体传感器等的检定、检测和校准及性能评价的标准气体；

2、现有技术通常采用由高浓度的原料气通过稀释配制低浓度标准气的方法获得低浓度的标准气体，即动态配气法，具体为按一定流量比将已知组分的目标气体和背景气体混合配比低浓度气体，气体浓度调节的变量仅为流速，通过改变两个质量流量控制器的流量比例进行气体的稀释，配气精度较低。

3、目前气体传感器测试模式有动态测试模式和静态测试模式，动态测试过程中需要切换不同浓度的标气或混合气体时，往往需要较长时间的冲洗检测腔才能恢复到原始状态，气体传感器等吸附气体后的解吸速度比较慢，大大影响了测试速度及准确性，气体浓度达到目标浓度过程耗时较长，无法准确测定仪器响应和恢复时间，并且在动态测试下，使用气体较多。静态测试是将一定量的已知浓度气体通入容器中，具有设备简单、操作容易的优点，但静态测试法往往低估传感器的响应。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是：提供一种闭式循环气体混配测控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下的技术方案：一种闭式循环气体混配测控装置，包括气瓶模组、配气控制模组、混合器和测试器，所述混合器与所述配气控制模组之间通过单向气路连通，所述气瓶模组包括目标一个气瓶和两个背景气瓶，所述目标气瓶和所述背景气瓶分别通过与其相对应的一个目标气路、两个背景气路与所述配气控制模组相连通，所述混合器与所述测试器之间设有循环控制气路，所述循环控制气路包括气路循环控制部件和流量控制部件，所述气路循环控制部件包括第六两通电磁阀、第七两通电磁阀、循环泵、第二两通电磁阀、第一三通电磁阀、第一两通电磁阀、第四两通电磁阀、第二三通电磁阀、第五两通电磁阀和第三三通电磁阀，所述流量控制部件包括针阀和流速传感器。

3、优选的，所述混合器和所述测试器结构相同，所述混合器包括混合腔、密封法兰组件和法兰卡箍，所述混合腔内设有加热器、风扇、温度传感器和环境传感器，所述密封法兰组件上设有航空插头，所述航空插头两侧设有真空接头。

4、优选的，所述配气控制模组与所述气瓶模组一一对应，所述配气控制模组包括气体质量流量控制器模组，所述气体质量流量控制器模组包括第一质量流量控制器、第二质量流量控制器和第三质量流量控制器，所述第一质量流量控制器和第二质量流量控制器量程都为200sccm，所述第三质量流量控制器的量程为5000sccm，所述气体质量流量控制器模组通过四通接头连接配气管路，所述配气管路上设有与所述气体质量流量控制器模组中质量流量控制器数量相对应的配气电磁阀，所述配气电磁阀包括第一配气电磁阀、第二配气电磁阀、第三配气电磁阀和第四配气电磁阀。

5、优选的，所述第四配气电磁阀与所述循环控制气路中的所述第二三通电磁阀的常开端相连通，并直接向所述测试器通入气体。

6、优选的，所述循环控制气路通过不锈钢气管与所述混合器、所述测试器相连通。

7、优选的，所述针阀、所述第二两通电磁阀通过三通接头与所述循环泵相连通。

8、本实用新型的有益效果为：一种闭式循环气体混配测控装置，通过循环控制气路连通混合器和测试器的闭循环的方式，实现混合腔和测试腔之间的闭循环供气，使得混合腔中混合气体向测试腔扩散达到平衡时在测试腔中得到目标混合气体，在混合腔配气过程中，通过配气控制模组独立控制各目标气体和背景气体的注入，保证精准控制混合腔的总压强和各气体的分压，从而精准控制目标气体的浓度，解决了现有技术中使用流速控制配气方式导致配气精度低、气体目标浓度达标耗时长、气体浪费、测定气体传感器响应和恢复时间不精确的问题。

技术特征：

1.一种闭式循环气体混配测控装置，其特征在于：包括气瓶模组（1）、配气控制模组（2）、混合器（3）和测试器（4），所述混合器（3）与所述配气控制模组（2）之间通过单向气路（5）连通，所述气瓶模组（1）包括一个目标气瓶（11）和两个背景气瓶（12），所述目标气瓶（11）和所述背景气瓶（12）分别通过与其相对应的一个目标气路（13）、两个背景气路（14）与所述配气控制模组（2）相连通，所述混合器（3）与所述测试器（4）之间设有循环控制气路（6），所述循环控制气路（6）包括气路循环控制部件（61）和流量控制部件（62），所述气路循环控制部件（61）包括第六两通电磁阀（6111）、第七两通电磁阀（6112）、循环泵（613）、第二两通电磁阀（614）、第一三通电磁阀（615）、第一两通电磁阀（6121）、第四两通电磁阀（6122）、第二三通电磁阀（616）、第五两通电磁阀（618）和第三三通电磁阀（619），所述流量控制部件（62）包括针阀（621）和流速传感器（622）。

2.根据权利要求1所述的一种闭式循环气体混配测控装置，其特征在于：所述混合器（3）和所述测试器（4）结构相同，所述混合器（3）包括混合腔（31）、密封法兰组件（32）和法兰卡箍（33），所述混合腔（31）内设有加热器（34）、风扇（35）、温度传感器（36）和环境传感器（37），所述密封法兰组件（32）上设有航空插头（38），所述航空插头（38）两侧设有真空接头（39）。

3.根据权利要求1所述的一种闭式循环气体混配测控装置，其特征在于：所述配气控制模组（2）与所述气瓶模组（1）一一对应，所述配气控制模组（2）包括气体质量流量控制器模组（21），所述气体质量流量控制器模组（21）包括第一质量流量控制器（211）、第二质量流量控制器（212）和第三质量流量控制器（213），所述第一质量流量控制器（211）和第二质量流量控制器（212）量程都为200sccm，所述第三质量流量控制器（213）的量程为5000sccm，所述气体质量流量控制器模组（21）通过四通接头（22）连接配气管路（23），所述配气管路（23）上设有与所述气体质量流量控制器模组（21）中质量流量控制器数量相对应的配气电磁阀（24），所述配气电磁阀（24）包括第一配气电磁阀（241）、第二配气电磁阀（242）、第三配气电磁阀（243）和第四配气电磁阀（244）。

4.根据权利要求3所述的一种闭式循环气体混配测控装置，其特征在于：所述第四配气电磁阀（244）与所述循环控制气路（6）中的所述第二三通电磁阀（616）的常开端相连通，并直接向所述测试器（4）通入气体。

5.根据权利要求1所述的一种闭式循环气体混配测控装置，其特征在于：所述循环控制气路（6）通过不锈钢气管与所述混合器（3）、所述测试器（4）相连通。

6.根据权利要求1所述的一种闭式循环气体混配测控装置，其特征在于：所述针阀（621）、所述第二两通电磁阀（614）通过三通接头（617）与所述循环泵（613）相连通。

技术总结
本技术涉及一种闭式循环气体混配测控装置，包括气瓶模组、配气控制模组、混合器和测试器，混合器与配气控制模组之间通过单向气路连通，气瓶模组包括目标气瓶和背景气瓶，目标气瓶和背景气瓶分别通过目标气路、背景气路与配气控制模组相连通，混合器与测试器之间设有循环控制气路，循环控制气路包括气路循环控制部件和流量控制部件，气路循环控制部件包括电磁阀和循环泵，流量控制部件包括针阀和流速传感器。本技术的有益效果是：保证精准控制混合腔的总压强和各气体的分压，解决了现有技术中使用流速控制配气方式导致配气精度低、气体目标浓度达标耗时长、气体浪费、测定气体传感器响应和恢复时间不精确的问题。

技术研发人员：李盈,高炬,赵蒙
受保护的技术使用者：苏州科技大学
技术研发日：20221212
技术公布日：2024/1/15