[发明专利]一种宽量程标准毒害气体发生器

说明书

本发明涉及一种宽量程标准毒害气体发生器及其定量方法。该发生器包括恒温腔体、水浴腔体、扩散瓶、样品扩散管、感温探头、温度控制单元和控制模块。样品扩散管包括水平扩散管和设置在水平扩散管下方且与水平扩散管相连通的竖直扩散管。竖直扩散管上开设有连通扩散瓶和水平扩散管内腔的样品分子扩散窄通道。扩散瓶的顶部贯穿安装有扩散瓶入口，扩散瓶入口的下端伸入至扩散瓶内部下方且被扩散瓶内的毒害气体标准样品液封。水平扩散管入口连接有载气发生装置。本发明不仅能够大幅度拓展标准毒害气体产生的浓度和种类范围，还可以连续产生不同浓度的高纯度毒害气体。

技术领域

本发明涉及气体发生器技术领域，具体涉及一种宽量程标准毒害气体发生器。

背景技术

毒害气体是指对人体和环境具有重大危害的气体物质，通常具有毒性强、作用快、范围广、防护和救治困难等特点。毒害气体主要包括有毒工业气体(Toxic IndustrialChemicals,TICs)和化学毒剂(Chemical Warfare Agents,CWAs)等。现阶段用于毒害气体检测的技术包括质谱、色谱、光谱、离子迁移谱等，这些分析技术在检测毒害气体前需要构建其毒害气体特征谱图库和检测限，因此需要大量不同范围浓度的高纯度标准毒害气体样品。

目前，毒害气体样品都是在化工厂区采用标准样品稀释的方法生成，生成后储存在高压气瓶内。现有的毒害气体生成方式存在以下不足：一、该方法只能配置典型的高挥发性有机物苯、乙苯、丙酮、乙醇等，而腐蚀性、化学毒剂沙林、索曼模拟剂等毒害气体无法装配。二、高压气瓶内配置的毒害气体浓度一般只能达到10ppm左右，且受限于饱和蒸气压的限制，部分毒害气体无法配置100ppm以上的大浓度。三、在低浓度毒害气体的配置过程中，为了获取更低浓度的毒害气体，在实验室内一般通过洁净的零气多次稀释，方法比较繁琐，重复性比较差，且无法连续提供不同浓度的毒害气体。四、高压气瓶不仅成本高，无法配置低浓度毒害气体，且存在一定的安全隐患，多次使用后在瓶底存有少量的污染基质，基质浓度一般大于50ppb，无法保证毒害气体的纯度，这对高灵敏分析技术的毒害气体的谱图库构建带来影响。

近年来，英国Owlstone公司研发了一款气体发生器(OVG-4)，可以快速连续产生低浓度毒害气体。OVG-4气体发生器核心是通过温度改变装有毒害气体的聚四氟扩散管的渗透性获得不同浓度的样品。由于不同聚四氟管的渗透性和加工的渗透管壁厚存在差异，这就导致每一根聚四氟渗透管内的毒害气体渗透率并不相同，需要在不同温度下长时间测试每种渗透管的渗透量，需要消耗大量的时间。而且聚四氟管密封接头采用不锈钢管套，二者热膨胀系数不一样，密封性很差。

因此，设计实现一种高稳定性的宽量程毒害气体发生器，对毒害气体检测仪器的发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽量程标准毒害气体发生器及其定量方法，该毒害气体发生器不仅能够大幅度拓展标准毒害气体产生的浓度和种类范围，还可以连续产生不同浓度的高纯度有害气体。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种宽量程标准毒害气体发生器，该发生器包括恒温腔体、设置在恒温腔体内的水浴腔体、设置在水浴腔体内的扩散瓶、位于水浴腔体内且安装在扩散瓶上方的样品扩散管、安装在水浴腔体侧壁上的感温探头、安装在水浴腔体底部的温度控制单元和设置在恒温腔体外侧的控制模块；所述样品扩散管包括水平扩散管和设置在水平扩散管下方且与水平扩散管相连通的竖直扩散管；所述竖直扩散管上开设有连通扩散瓶和水平扩散管内腔的样品分子扩散窄通道；所述扩散瓶的顶部贯穿安装有扩散瓶入口，扩散瓶入口的下端伸入至扩散瓶内部下方；所述水平扩散管入口连接有载气发生装置；所述载气发生装置包括气源、过滤管和质量流速计一；所述气源的出口接过滤管的入口，过滤管的出口接质量流速计一的入口，质量流速计一的出口接水平扩散管入口。