一种制备饱和溶氧水装置的制作方法

本发明属于溶解氧测定仪质量控制领域，特别是作为标准器制备饱和溶氧水用于溶解氧测定仪的计量校准。

背景技术：

溶解氧测定仪主要用于测定水中常量溶解氧浓度的装置，工作原理是氧透过隔膜被工作电极还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流，通过测量此电流，得到水中溶解氧的浓度，主要用于化工化肥、冶金、环保、制药、生化、食品和自来水等溶液中溶解氧值的连续监测。

溶解氧是判断水质污染程度的重要指标之一，环境监测领域所使用的溶解氧测定仪属于强制检定工作计量器具。溶解氧测定仪计量性能有典型特点：即新出厂的仪器性能水平较高，用户实际使用过程中，电极受到不同程度的污染或损坏，将影响仪器性能，故需要定期进行检定，以确保其测量结果的准确可靠。

目前，溶解氧测定仪的检定依据jjg291－2018《溶解氧测定仪检定规程》5.1.2提及的鉴定用标准器及配套设备中提及的鉴定用水之饱和溶氧水制备主要使用精密恒温水槽、秒表、温度计、气压表和鼓泡器等多种设备组合，采用“水饱和气法”进行饱和溶氧水的制备，这种方法制备效率低、耗时长达90分钟，且使用的部分设备体积庞大，组合设备的种类过多，不适用于现场制备饱和溶氧水，而溶解氧测定仪检测过程多数发生在现场。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种制备饱和溶氧水装置，符合中华人民共和国国家计量检定规程jjg291－2018《溶解氧测定仪检定规程》规定的相关要求，用于溶解氧测定仪检定，比现有的“气饱和水法”的检定结果更加可靠和准确。更具体的，提供可以现场快速方便的制备饱和溶氧水的装置，一方面解决目前实验室制备饱和溶氧水过程中效率低耗时长的难题，另一方面能够解决现有设备不易搬到现场制备饱和溶氧水的尴尬现状。

一种制备饱和溶氧水装置，在结构上有四个单元组成：进气管单元、加湿管单元、混合管单元以及加热器单元。其中，所述的进气管单元、加湿管单元、混合管单元主要材料为聚甲基丙烯酸甲酯(即透明亚克力材料)；所述的进气管单元部分插入加湿管单元，并通过密封圈、垫圈、进气管盖壳进行固定；所述的加湿管单元部分插入混合管单元，并通过密封圈、、垫圈、加湿管盖壳进行固定；所述的混合管单元设有蒸馏水或氯化钠溶液，一端连接加湿管单元，另一端设有一个弹性橡胶，待检测溶解氧测定仪电极直接通过弹性橡胶深入混合管单元中进行测量；所述的加热器单元呈圆柱形，进气管单元、加湿管单元以及混合管单元紧密卡在其中，通过加热器单元圆柱形槽进行加热。

本发明的技术方案是实现一种制备饱和溶氧水装置，并很容易携带到检测现场。来自气泵的空气分别通过进气管单元以及加湿管单元顶端滤膜进入混合管单元，所述滤膜属于防水透气膜，允许空气自由地进入，但是在气液混合期间防止液体回流。

加湿管单元用于在进入混合管单元之前加湿空气，底部设有蒸馏水，底部用滤膜封闭。因此，来自气泵的空气通过进气管单元顶部的滤膜进入加湿管单元，向上通过蒸馏水鼓泡，通过加湿管单元顶端的滤膜进入混合管单元，向上通过蒸馏水或氯化钠溶液鼓泡，并通过混合管单元顶部设有的弹性橡胶的微孔排放到大气中。

本发明通过调节气泵以及滤膜参数控制气泡尺寸和流体静压高度以使气液混合效率最大化并使气泡大气压差最小化。整个制备饱和溶氧水装置通过加热管单元置于恒温控制环境中，经过温度和压力饱和后的饱和溶氧水可供后续检定使用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的实施应用示意图；

图2是本发明放大后的结构示意图；

图1中：1、气泵；2、减压器；3、导气管；4、进气接口；5、进气管；6、滤网一；7、滤膜一；8、密封圈一；9、垫圈一；10、密封圈二；11、进气管盖壳；12、加湿管；13、滤网二；14、滤膜二；15、密封圈三；16、垫圈二；17、密封圈四；18、加湿管盖壳；19、混合管；20、弹性橡胶；21、溶解氧测定仪电极；22、加热管单元；23、溶解氧测定仪主机。

具体实施方式

如图1所示的一种制备饱和溶氧水装置，来自气泵1的空气在减压器2的调节下以合适的速率通过导气管3流经进气接口4流入加湿管12。在进气管5的滤膜一7的凹侧处建立压力，以便气流穿过滤膜一7的微孔进入加湿管12。加湿管12底部填充部分蒸馏水，随着加湿管12中的压力在滤膜二14的凹侧处积聚，流入滤膜二凸侧处一侧的混合管19。

如图1所示的一种制备饱和溶氧水装置，滤膜一7和滤膜二14均是使用如膨化聚四氟乙烯等合适的弹性型材料制成帽状膜，是一种防水透气膜，其允许加压空气进行单向流动，防止液体反向流动。

如图1所示的一种制备饱和溶氧水装置，当空气从加湿管顶端滤膜二14流出时，它形成直径约1mm的小气泡，随后通过混合管19中的液体上升以实现气液混合。小气泡可使液体体积与空气表面积之比最大化，从而减少饱和时间。

如图2所示的一种制备饱和溶氧水装置，在结构上有四个单元组成：进气管单元、加湿管单元、混合管单元以及加热器单元。其中，所述的进气管单元部分插入加湿管单元，并通过密封圈、垫圈、密封圈、进气管盖壳进行固定；所述的加湿管单元部分插入混合管单元，并通过密封圈、垫圈、密封圈、加湿管盖壳进行固定；所述的混合管单元设有蒸馏水或氯化钠溶液，一端连接加湿管单元，另一端设有一个弹性橡胶，待检测溶解氧测定仪电极直接通过弹性橡胶深入混合管单元中进行测量；所示的加热器单元呈圆柱形，进气管单元、加湿管单元以及混合管单元紧密卡在其中，通过加热器单元圆柱形槽进行加热。

如图2所示的一种制备饱和溶氧水装置，所述的进气管单元在结构上主要包括进气接口4、进气管5、滤网一6、滤膜一7、密封圈一8、垫圈一9、密封圈二10以及进气管盖壳11。所述的进气接口4接收来的空气通向所述的进气管5；所述的滤网一6安装在滤膜一7的下方以起到支撑滤膜一7的作用；所述的滤膜一7固定在进气管5深入加湿管12的一端；所述的密封圈一8、垫圈一9、密封圈二10和进气管盖壳11依次叠加覆盖在滤膜一7上，以确保进气管相对加湿管滑动时起密封和固定作用。

如图2所示的一种制备饱和溶氧水装置，所述的加湿管单元在结构上主要包括加湿管12、滤网二13、滤膜二14、密封圈三15、垫圈二16、密封圈四17、加湿管盖壳。所述的加湿管为中空结构，内部容积为100ml，其中一半被蒸馏水填充，使得在水上方相对较小的死区中，确保空气快速冲洗，同时在空气进入混合管19之前完成空气的完全温度平衡和水蒸汽平衡；所述的滤网二13安装在滤膜二14的下方以起到支撑滤膜二14的作用；所述的密封圈三15、垫圈二16、密封圈四17和加湿管盖壳18依次叠加覆盖在滤膜二14上，以确保加湿管相对混合管滑动时起密封和固定作用。

如图2所示的一种制备饱和溶氧水装置，所述的混合管单元在结构上主要包括混合管19以及弹性橡胶20。所述的混合管为中空结构，容积为200ml，使用蒸馏水或氯化钠溶液时，可用蒸馏水或氯化钠溶液填充混合管的一半空间；所述的弹性橡胶20为设有微小排气孔中间开孔的弹性橡胶制成，置于混合管19顶端；正常状态下，微孔密闭，来自外界的空气无法进入干扰经过饱和的液体，检测过程中，过量的空气由于压力作用，通过伸缩弹性橡胶20，从其微孔排出；所述弹性橡胶中间设有的开口可以通过压缩以容纳不同直径尺寸的溶解氧测定仪电极插入，其膨胀状态起密封作用。

如图2所示的一种制备饱和溶氧水装置，所述的加热器单元呈圆柱形，是一个恒温控制装置，用温度控制模块控制加热块的温度来实现的。所述的进气管单元、加湿管单元以及混合管单元紧密卡在其中，通过其上的加热块柱形槽进行加热，保证气液充分混合；通过加热块柱形槽上面开口可以目视观察所述混合管中进行气液混合的液体样品。本发明使用简单的反馈控制系统来完成加热器单元的设计，这种恒温控制系统是众所周知的并且是商业上可获得的，因此这里没有详细描述该装置。

一种制备饱和溶氧水装置，其主要工艺流程为：(1)将50ml水置于加湿管12中，并将加湿管12深入混合管19中；(2)在混合管19中装入100ml的蒸馏水或氯化钠溶液；(3)将安装好的进气管单元、加湿管单元以及混合管单元插入到加热器单元的圆柱形槽中(预热至所需温度)；(4)导气管3通过与进气接口4连接到进气管5；(5)气泵1形成的压缩空气在减压器2的调节下流经导气管3、进气接口4、进气管5到达加湿管12，并允许气泡通过液体一段时间，通常可能是十分钟(尽管在本发明中，通常在五分钟内达到温度平衡，在最大流体体积的情况下，在不到十分钟的总时间内实现充分气液混合)；(6)进气接口4和导气管3与进气管5断开，使得加湿管12可以自由地伸缩在混合管19中；(7)通过将加湿管12伸入混合管19，在气液混合时排出混合所需的过量空气后饱和的液体即可使用；(8)溶解氧测定仪电极21通过可压缩的弹性橡胶20插入到混合管19中测试饱和溶氧水，通过记录溶解氧测定仪主机23的数据对测试结果进行分析。