[实用新型]气体分析仪器在线校准的标样稀释偏差示踪修正系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及测试分析技术和分析仪器流程集成技术，特别提供了一种气体分析仪器在线校准的标样稀释偏差示踪修正系统。

背景技术

为了应对、解决因当代工业生产和人居生活方式所造成的环境污染问题，人们需要对环境空气中各种具危害性的气体污染物的浓度进行连续、精确、广泛的监测；因而建立了遍布各地的，数量巨大、体系复杂的环境空气自动监测站点。并依托于现代测试分析技术发展水平，这类自动监测站点被建造成针对特定气体污染物项目的，集成在无人机房的，专用的自动化测试分析实验室。其工作流程的主体是各种在线运行的气体分析仪器，由它们源源不断地提供关于被测气体污染物浓度的浓度数据。

气体分析仪器能够提供被测气体成分的浓度数据，是利用该被测气体成分在受控的物理、化学条件作用下，可产生特有的光学、电学、热力学、动力学之类的某种物理量信号，并且该信号跨度数值与被测气体浓度数值之间能建立起定量方程的客观现象和规律。因而进行气体分析仪器校准，就是向其输送已知浓度被测气体的标准样品(简称标样)，并根据仪器响应浓度与标样浓度，调整所用定量方程，使两者达到一致。

然而现代技术制造的气体分析仪器在实际的环境空气污染物自动监测应用中，还具有以下特点：

(1)使被测气体产生所需物理量信号的，分析仪器传感部份的物理、化学条件，或因输送气体样品热力学、动力学指标不同时期较大幅度的差异，或因样品带来的污垢物附着、滞留程度的影响，或因接触材料缓慢的被侵蚀变质、疲劳变形的过程，等等，都可能使现有定量方程不再适用，引起超过指定限度的数据误差，因而需要用标样对气体分析仪器进行经常性、例行性的在线校准。

(2)环境空气污染物浓度的监测多属于微量物质的测试分析，气体分析仪器需要使用灵敏度极高的微弱物理量信号检测器件(例如光电倍增管，高分辨红外、紫外光电传感器，精密热敏、热导检测器等等)。而现代技术制造的此类高灵敏度检测器件，对于相当轻微的自身材料老化、蜕变、玷污和结构移位、变形也很敏感。在其有效使用寿命范围内，表现出的检测灵敏度会发生随机性的变化，使现有定量方程不再适用，引起超过指定限度的数据误差，因而需要用标样对气体分析仪器进行经常性、例行性的在线校准。

(3)在站点现场，用于在线校准气体分析仪器跨度的特定成分、特定浓度的标样，是由被称为校准仪器的标样配制设备，将指定流量的零气(即被测对象和损耗被测对象的物质的含量都极低的气体)，与指定流量的标准气(即含高浓度被测对象的气体)汇流混合，动态稀释产生所需成分、所需浓度的标样；并通过相关导流器件和连接管道进行输送。由于是微量级的测试分析，跨度校准所需标样的浓度很低，容易在混合及输送中受密封性、洁净性、通畅性等方面出现的不良状况影响，而使实际获得的标样浓度严重偏离校准仪器计算、调控的结果。对此需要通过经常性、例行性的分析仪器在线校准作业，以有效地分辨、防范不良状况，避免误用实际浓度不正确的标样进行气体分析仪器校准。

可见，为了控制连续在线运行的气体分析仪器所提供数据的质量指标(如准确度、不确定度等)，能够持续保持在隶属数据质量管理体系要求的范围之内，就必须在站点机房现场，为每个分析项目提供标样配送装置，以自动进行气体分析仪器经常性的在线校准。这种标样配送装置的典型结构示图如图1所示。图中：

1、所需成分的稀释用标准气高压存储钢瓶(配有输出减压阀)。

2、零气发生器，通常与其他分析项目共用。

3、校准仪器，通常与其他分析项目共用。

4、稀释标样输送阀。

5、被校准气体分析仪器。

6、主控计算机(或作用相同的装置)，通常与其他分析项目共用。

图中，虚线表示计算机控制电路，实线表示样品气路。

其工作原理与流程为：主控计算机6按照预订作业时间编排，在对被校准气体分析仪器5进行校准时，将标样输送阀4开通，将所需标样配制指标和参数(例如标样成分、标样浓度、标准气流量、零气流量等)输入校准仪器3；使校准仪器3从标准气高压存储钢瓶1取指定流量、指定成分和浓度的标准气，并从零气发生器2取指定流量的零气，汇流混合产生动态稀释标样，经标样输送阀4浸入被校准气体分析仪器5；标样浓度由下式计算：

标样浓度＝稀释用标准气浓度×稀释因子，

其中：