CN109738579A - 一种基于渗透管的标准气体发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于渗透管的标准气体发生装置，包括标准气体发生气路，标准气体发生气路依次设有进气阀、减压阀、渗透腔组件、出气阀，渗透腔组件由渗透管、渗透腔、温度传感器、加热器构成，渗透管及温度传感器设于渗透腔内，加热器紧贴渗透腔表面；进气阀用于控制载气的通断，减压阀用于将载气减压后调节为恒定的流量，渗透腔组件用于通过温度传感器及加热器控制渗透腔内部温度，使渗透管以恒定速率渗出气体分子，以产生恒定浓度的标准气体，出气阀用于控制输出标准气体的通断。本发明全程无需贮存高压有害气体；需要标气种类发生变化或超出有效期时，仅需要对模块化的渗透腔组件进行更换；上行运输成本小、简单易操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体发生装置，尤其涉及一种基于渗透管的标准气体发生装置。
背景技术
随着长期载人任务的深入开展，航天员在太空的驻留时间将越来越长。微量有害气体对航天员的身体健康、生命安全将不可忽视。必须对微量有害气体进行去除和在线检测。微量有害气体在线检测设备需要标准气体进行定期计量和标校，以保证设备定性的准确性、定量的精确性，为航天员的健康和安全保驾护航。
目前在地面通常使用配置好的标气瓶或国外厂家生产的配气发生器来提供稳定浓度的标气，但其均无法满足航天领域的使用要求。由标气瓶提供标气的主要缺点有：
1、需要高压气瓶存储标气，微量有害气体在线检测设备的标气多为有害气体，在轨使用高压的有害气体存在一定的安全隐患；
2、配置好的标气瓶有效期时间较短，多在一年以内，每次到期后均需要连气瓶整体更换，重量较大使上行运输成本较高；
3、配置好的标气瓶成分固定，如需调整需要连同气瓶整体更换，重量较大使上行运输成本较高。
4、同一种成分若需要多种浓度时，就需要增加标气瓶的配置，增加了体积重量和运输成本。
由国外厂家生产的配器发生器提供标气的主要缺点有：
1、设备尺寸较大，需要占用较多宝贵的在轨空间资源；
2、设备重量大，上行运输成本较高；
3、需要用到压缩贮存的高压有害气体，存在安全隐患；
4、需要较长时间才能生成稳定浓度的标准气体，效率较低，无法满足在轨的快速使用需求。
因此研制一种安全、小型、能够快速产生标准气体的装置是实现微量有害气体在线监测需要解决的一大难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于渗透管的标准气体发生装置，以实现在需要使用标气时，能够安全、快速产生标准气体，不需要时可随时停止标气的产生，整个过程无需贮存高压有害气体；以及需要标气种类发生变化时，仅需要对模块化的渗透腔组件进行更换；以及需要调整标气浓度变化时，仅需要调整控制温度或者供气流量；上行运输成本小、简单易操作。
本发明提供了一种基于渗透管的标准气体发生装置，包括标准气体发生气路，标准气体发生气路依次设有进气阀、减压阀、渗透腔组件、出气阀，渗透腔组件由渗透管、渗透腔、温度传感器、加热器构成，渗透管及温度传感器设于渗透腔内，加热器紧贴渗透腔表面；
进气阀用于控制载气的通断，减压阀用于将载气减压后调节为恒定的流量，渗透腔组件用于通过温度传感器及加热器控制渗透腔内部温度，使渗透管以恒定速率渗出气体分子，以产生恒定浓度的标准气体，出气阀用于控制输出标准气体的通断。
进一步地，渗透腔组件为可更换的模块化渗透腔组件。
进一步地，该标准气体发生装置还包括与进气阀连接的载气气源，载气气源为载气瓶。
进一步地，该标准气体发生装置还包括与出气阀连接的标气出口，出气阀与标气出口之间设有用于监测输出标准气体流量的流量计。
进一步地，减压阀与渗透腔组件之间设有用于监测减压后载气压力的压力传感器。
进一步地，加热器为与渗透腔表面缠绕连接的丝状或带状加热器，或为与渗透腔表面包裹粘贴连接的片状加热器。
进一步地，流量计为质量流量计或体积流量计，压力传感器为机械式压力表或电子压力传感器，进气阀及出气阀为电磁阀或手动阀。
进一步地，渗透腔内设有至少一种渗透管。
进一步地，该标准气体发生装置包括一个或多个并联的渗透腔组件。
进一步地，该标准气体发生装置包括一个或多个并联的标准气体发生气路。
借由上述方案，通过基于渗透管的标准气体发生装置，标准气体按需生成，在需要使用标气时，能够安全、快速产生标准气体，不需要时可随时停止标气的产生，整个过程无需贮存高压有害气体；需要标气种类发生变化时，仅需要对模块化的渗透腔组件进行更换；上行运输成本小、简单易操作；渗透管超出有效期后，仅需要对模块化的渗透腔组件进行更换，上行运输成本小、简单易操作；需要标气浓度发生变化时，通过调节渗透腔的温度可以改变渗透管渗出气体分子的速率，从而改变输出标气的浓度；需要标气浓度发生变化时，通过调节减压阀压力可以改变载气流量，从而改变输出标气的浓度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明一种基于渗透管的标准气体发生装置的结构示意图。
图中标号：
1-载气瓶；2-进气阀；3-减压阀；4-压力传感器；5-渗透腔组件；51-渗透管；52-渗透腔；53温度传感器；54-加热器；6-出气阀；7-流量计；8-标气出口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种基于渗透管的标准气体发生装置，包括标准气体发生气路，标准气体发生气路依次设有进气阀2、减压阀3、渗透腔组件5、出气阀6，渗透腔组件5由渗透管51、渗透腔52、温度传感器53、加热器54构成，渗透管51及温度传感器53设于渗透腔52内，加热器54紧贴渗透腔52表面；本实施例中渗透腔组件采用可更换的高度集成的模块化渗透腔组件。
进气阀2用于控制载气的通断，减压阀3用于将载气减压后调节为恒定的流量，渗透腔组件5用于通过温度传感器53及加热器54控制渗透腔52内部温度，使渗透管51以恒定速率渗出气体分子，以产生恒定浓度的标准气体，出气阀6用于控制输出标准气体的通断。
通过该基于渗透管的标准气体发生装置，标准气体按需生成，在需要使用标气时，能够安全、快速产生标准气体，不需要时可随时停止标气的产生，整个过程无需贮存高压有害气体；需要标气种类发生变化时，仅需要对模块化的渗透腔组件进行更换；上行运输成本小、简单易操作；渗透管超出有效期后，仅需要对模块化的渗透腔组件进行更换，上行运输成本小、简单易操作；需要标气浓度发生变化时，通过调节渗透腔的温度可以改变渗透管渗出气体分子的速率，从而改变输出标气的浓度；需要标气浓度发生变化时，通过调节减压阀压力可以改变载气流量，从而改变输出标气的浓度。
在本实施例中，该标准气体发生装置还包括与进气阀1连接的载气气源。
在本实施例中，载气气源为载气瓶1。
在本实施例中，该标准气体发生装置还包括与出气阀6连接的标气出口8，出气阀6与标气出口8之间设有用于监测输出标准气体流量的流量计7。
在本实施例中，减压阀3与渗透腔组件5之间设有用于监测减压后载气压力的压力传感器4。
在本实施例中，加热器54为与渗透腔表面缠绕连接的丝状或带状加热器，或为与渗透腔表面紧贴的片状加热器。
在本实施例中，流量计7为质量流量计或体积流量计，压力传感器4为机械式压力表或电子压力传感器，进气阀2及出气阀6为电磁阀或手动阀。
在本实施例中，渗透腔52内设有至少一种渗透管51，可用于生成多组分混合标准气体。
在本实施例中，该标准气体发生装置包括一个或多个并联的渗透腔组件5，可用于生成组分混合标准气体。
在本实施例中，该标准气体发生装置包括一个或多个并联的标准气体发生气路，通过对不同气路阀门组合控制，可用于生成多种不同组分混合标准气体。
该标准气体发生装置，通过载气瓶1提供载气，进气阀2控制载气的通断，载气经减压阀3减压后调节为恒定的流量，压力传感器4用于检测减压后载气的压力，渗透腔组件5中的温度传感器53和加热器54控制渗透腔内部温度，使渗透管51能够以恒定速率渗出气体分子，载气流经渗透腔组件5后，由于气体流量恒定、气体分子渗出速率恒定，即可产生恒定浓度的标准气体，出气阀6控制输出标准气体的通断，流量计7用于监测输出标准气体的流量，生成的标准气体从标气出口8输出。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于渗透管的标准气体发生装置，其特征在于，包括标准气体发生气路，所述标准气体发生气路依次设有进气阀、减压阀、渗透腔组件、出气阀，所述渗透腔组件由渗透管、渗透腔、温度传感器、加热器构成，所述渗透管及温度传感器设于所述渗透腔内，所述加热器紧贴所述渗透腔表面；
所述进气阀用于控制载气的通断，所述减压阀用于将载气减压后调节为恒定的流量，所述渗透腔组件用于通过所述温度传感器及加热器控制所述渗透腔内部温度，使所述渗透管以恒定速率渗出气体分子，以产生恒定浓度的标准气体，所述出气阀用于控制输出标准气体的通断。
2.根据权利要求1所述的基于渗透管的标准气体发生装置，其特征在于，所述渗透腔组件为可更换的模块化渗透腔组件。
3.根据权利要求1或2所述的基于渗透管的标准气体发生装置，其特征在于，还包括与所述进气阀连接的载气气源，所述载气气源为载气瓶。
4.根据权利要求3所述的基于渗透管的标准气体发生装置，其特征在于，还包括与所述出气阀连接的标气出口，所述出气阀与标气出口之间设有用于监测输出标准气体流量的流量计。
5.根据权利要求4所述的基于渗透管的标准气体发生装置，其特征在于，所述减压阀与所述渗透腔组件之间设有用于监测减压后载气压力的压力传感器。
6.根据权利要求1或2所述的基于渗透管的标准气体发生装置，其特征在于，所述加热器为与所述渗透腔表面缠绕连接的丝状或带状加热器，或为与所述渗透腔表面紧贴的片状加热器。
7.根据权利要求5所述的基于渗透管的标准气体发生装置，其特征在于，所述流量计为质量流量计或体积流量计，所述压力传感器为机械式压力表或电子压力传感器，所述进气阀及出气阀为电磁阀或手动阀。
8.根据权利要求1至7任一项所述的基于渗透管的标准气体发生装置，其特征在于，所述渗透腔内设有至少一种所述渗透管。
9.根据权利要求1至7任一项所述的基于渗透管的标准气体发生装置，其特征在于，包括一个或多个并联的所述渗透腔组件。
10.根据权利要求1至7任一项所述的基于渗透管的标准气体发生装置，其特征在于，包括一个或多个并联的所述标准气体发生气路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190510 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |