[发明专利]高精度配气仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种配气仪，尤其涉及一种实验室中广泛应用的高精度配气仪。

背景技术

目前市面上的配气仪精度大多只能达到1%，如需配气精度达ppb级别，则要求另外进行多次重复取样，完成多次配气，方可达到要求。且高精度的配气仪在实验室中应用广泛，在许多生物或化学试验（例如课题组所进行的肺癌呼吸气体检测等一系列实验）中有着迫切需求。另外，当前配气系统中大多使用质量流量计来实现微小流量的精确控制。

在生化实验中，特定浓度的气体经常被使用作为反应物或构成反应环境。为达到气体的特定浓度要求，一般需要对标准浓度的标准气体进行多次有针对性的混合稀释，这一过程则成为配气过程。以两种气体（一种为待配气体，另一种为稀释气体）的混合为例，如将标准气体的浓度稀释至ppm（10^-6）级别，需要待配气体与稀释气体的物质的量之比控制在1:10⁶至1:10⁵，假设在相同环境（温度、压强相同）中，稀释气体体积为100L，则需标准气体体积为0.1mL～1mL。此时，若要求待配气体浓度为ppb（10^-9）级别，则需标准气体体积为0.1uL～1uL。

如此悬殊的体积比很难一次性达到，一般多采用二次配气甚至多次配气。仍以上述情况为例，对标准气体进行二次配气，第一次配气时，稀释气体体积为10L，标准气体体积为0.1mL～1mL，则稀释浓度达到10^-5～10^-4，取出体积为1mL左右的稀释后气体，仍与体积为10L的稀释气体混合，则可得到稀释浓度为10^-8～10^-9的标准气体，满足ppb级别要求，如图1所示。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种通过一次完整的配气过程，标准气体的浓度即可稀释至ppb（10^-9）级别的高精度配气仪。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

高精度配气仪，包括稀释气体入口、VOC气体取样装置、循环气泵Ⅰ、气缸和注射泵；

所述VOC气体取样装置包括小容器、液体挥发容器、隔热套环和气体输出接口；所述小容器通过液流导管与液体挥发容器连接，在液体挥发容器的外壁设置加热片，所述隔热套环套在液体挥发容器的顶部，气体输出接口的一端连接在隔热套环上并通过隔热套环与液体挥发容器内连通，气体输出接口的另一端通过气管Ⅰ与气缸的进气口连接；

所述注射泵包括注射器、丝杆和驱动丝杆沿其轴向移动的电机，所述丝杆与注射器的活塞连接，所述注射器的针管通过气管Ⅱ与气缸的进气口连接；

所述稀释气体入口通过气管Ⅲ与气缸的进气口连接，所述气缸的出气口与混合气体出气管连接；

所述循环气泵Ⅰ的进气口通过气管Ⅳ与气缸的进气口连接，所述循环气泵Ⅰ的出气口通过气路Ⅴ与气缸的出气口连接；

所述气管Ⅰ上安装有气泵Ⅱ，所述气管Ⅱ上安装有气阀Ⅰ，所述气管Ⅲ上安装有气泵Ⅲ，所述气缸的进气口安装有气阀Ⅱ，气缸的出气口安装有气阀Ⅲ。

作为本发明的一种优选方案，还包括用于控制电机、循环气泵Ⅰ、气泵Ⅱ和气泵Ⅲ的控制电路板。

作为本发明的另一种优选方案，所述气缸内设有温度、湿度和气压传感器。

本发明的有益效果是：该高精度配气仪采用VOC气体取样装置获得待配标准气体，待配标准气体的获得来自于液体完全挥发，为加快配气过程的完成，采用加热片加热到特定温度，加速液体的挥发过程；而气体的均匀混合过程则通过由气缸、循环气泵与气体管道组成的循环气路来完成；采用高精密的注射泵（单次注射气体体积可控制为uL级别），实现气体的泵入与排出，且可根据所需配置的气体浓度要求来动态调节该过程与其重复次数；即通过一次完整的配气过程，标准气体的浓度即可稀释至ppb（10^-9）级别，操作方便、简单。

附图说明

图1为现有技术中多次配气的示意图；

图2为高精度配气仪的结构示意图；

图3为VOC气体取样装置的结构示意图；

图4为注射泵的结构示意图。