水份標準氣發生儀制造技術

本實用新型專利技術提供了一種制取水份標準氣的儀器。一種水份標準氣發生儀，電解池與轉化器連接，電解池前連接有濕度發生器，電解池之后連接有開關閥和分子篩脫水器。濕度發生器前連接有質量流量計。瓶裝高壓載氣后連接排洗式減壓穩壓器。電解池為內繞式或外繞式，電解液為磷酸涂液。轉化器之后連接有調節閥和開關閥。轉換器之后的開關閥和脫水器之前的開關閥，不需要發生水份標準氣時，均處于關閉態。該儀器的工作原理為：以電解法產生的氫與轉化器中的高溫氧化銅反應，生成與氫氣相等摩爾量的水，制成載氣中含標量水份的標準氣。該儀器發生標量水份簡便、快速、準確可靠。標氣含量、輸出壓力和輸出流量，在規定范圍內，可任意調節，適用面很廣。?（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術提供了一種制取水份標準氣的儀器。一種水份標準氣發生儀，電解池與轉化器連接，電解池前連接有濕度發生器，電解池之后連接有開關閥和分子篩脫水器。濕度發生器前連接有質量流量計。瓶裝高壓載氣后連接排洗式減壓穩壓器。電解池為內繞式或外繞式，電解液為磷酸涂液。轉化器之后連接有調節閥和開關閥。轉換器之后的開關閥和脫水器之前的開關閥，不需要發生水份標準氣時，均處于關閉態。該儀器的工作原理為：以電解法產生的氫與轉化器中的高溫氧化銅反應，生成與氫氣相等摩爾量的水，制成載氣中含標量水份的標準氣。該儀器發生標量水份簡便、快速、準確可靠。標氣含量、輸出壓力和輸出流量，在規定范圍內，可任意調節，適用面很廣。【專利說明】水份標準氣發生儀
本技術涉及一種水份標準氣發生儀。用于工業氣體中微量水份檢測校驗儀器和核對檢測數據。
技術介紹
水份標準氣，是用來校定工業氣體中微量水份檢測方法和檢測儀器準確度的基準物質。多少年來，在國內外一直被公認為是一個難以解決的標準氣課題。水份標準氣主要是作為標準物質用于裁定氣體中微量水份的檢測數據，以認定某檢測方法、檢測設備或是檢測操作的準確性及誤差大小。只有經水份標準氣的裁定，才具有公認性和權威性。工業氣體中微量水份的檢測，在氣體檢測領域，具有最為廣泛和最重要的地位，而且一直是國內外公認的檢測難題。在近數十年的時間里，氣體中微量水份的檢測，一直比較混亂:同一氣樣，不同的檢測設備，不同的使用者，不同的時間，所檢測的數據，千差萬別，誰對誰錯，很難裁定。這一狀況，直接影響到了工業氣體產品，特別是高純氣、超純氣和電子氣類產品質量的認定和應用。正因為這樣，國外一些先進國家的權威專業公司，例如世界最大氣體公司之一的英國倫敦BOC氣體公司，才不惜投巨資和數年的時間，去研制具有泛用價值的瓶裝微量水份標準氣，直至1984年，才率先研制成功和投產。但直至目前，只有國外極少數國家擁有此項技術。這種方法簡單方便，但對于我國卻無法推廣應用。原因是價格太高，而且購進過程費事又費時。并且，微量水份校定過程氣體耗費極大，常常為其它檢測項目的十倍，甚至數十倍，一瓶標準氣使用不了多久，使用成本極高。二十多年來，在國內只有個別部門使用過。這種產品技術難度很大，國內做不了。因為它涉及氣瓶材質、內壁處理、底氣添加物質以及瓶閥材質和結構等一系列高科技，國內根本沒有條件做，如果采用現有國產氣瓶配制氮中微量水份，其含量會隨室溫的升高而增高，隨室溫的下降而減小，隨氣瓶余壓的下降而增高，根本無法穩定氣瓶中水份的含量，不能作標校氣。過去使用的另一種配制氮中微量水份標準氣的方法是滲透法。其原理為:在一薄壁塑料直管中，裝入純水，水分子會從塑料的高分子空穴中滲透出來，一定時間內水分子滲透的量由溫度、水分壓決定。將直管兩端封閉，懸置于具有入口和出口的管狀容器內，在設定溫度和壓力下，以恒定的流量通入干氮，然后，用特制脫水器吸收氮氣中的水份，并用稱重法稱量吸收的水份的重量，最后，根據干燥器增重多少和流過的氣體體積的關系，計算出每根塑料管子單位時間內滲透出的水分的重量和克分子數。以此為據，制作氮中標準量水分的裝置。該方法生產要求條件高，使用要求條件高。使用時，溫度、壓力、流量需要精密控制。由于滲透的量是一定的，因此應用范圍窄。只能在低壓、常壓下使用。輸出壓力低、流量小。啟動后達到平衡需要很長時間，因此實際中難以適應工業氣體生產和使用現場的需要。因而一種簡便快速，準確可靠，適合于大多數用戶使用的水份標準氣發生儀，即成為當務之急。
技術實現思路
本技術針對工業氣體中微量水份檢測比較混亂的現狀，提供了一種簡便快速，準確可靠的微量水份標準氣發生儀，用于水份儀的校驗和氣體檢測數據的核對。一種水份標準氣發生儀，電解池與轉化器連接，以電解法產生的氫，均勻的分布在流動的載氣中，形成PPMv的含量，再與轉化器中的氧化劑高溫氧化銅反應，生成與氫氣相等摩爾量的水，制成載氣中標準量的水份，電解池前連接有濕度發生器，載氣在入電解池之前，先經過增濕器增濕，以電解獲得足夠量的電解氫。電解池之后連接有開關閥和分子篩脫水器，載氣經電解產生氫之后，經分子篩脫水器脫水，以形成無水的零點氣。濕度發生器前連接有質量流量計，檢測載氣流量。瓶裝高壓載氣后連接排洗式減壓穩壓器，穩壓至0.3-0.5MPa后，進入質量流量計量。電解池為內繞式或外繞式，電解液為磷酸涂液。轉化器之后連接有調節閥和開關閥，含標準量水份的載氣經調節閥調節流量后，進入開關閥，然后經輸出接口輸出。轉換器之后的開關閥和脫水器之前的開關閥，在不需要發生水份標準氣時，均處于關閉狀態，以確保轉化器和分子篩不受空氣中水份的污染，保持干燥狀態。該儀器的工作原理為:當含水份的載氣(以氮為例)，以一定的流量流過產生精確氫量的電解池時，在電解池出口即可獲得相應含量(PPMv)的氮中氫。使氮中氫流過高溫氧化銅轉化器，在轉化器的出口，即可獲得與氮中氫含量相等的氮中水份。其制備過程為:瓶裝高壓載氣，經減壓穩壓后，進入質量流量計計量。再經增濕器補入適量水份后，入電解池產生電解氫。然后，經分子篩脫除未電解的水變成無水零點氣。含標量氫的零點氣再送入高溫氧化銅轉化器，使氫轉變成等量的水份，從而獲得了水份標準氣。標準量氫的發生采用水電解產生氫和氧的方法，在400mL/min的載氣流量的下，按照法拉第定律和氣態方程，IPPMv的水份，其相應的電解電流為53.6μΑ，因此測定電流，即知產生的H2含量。氫氣與氣路中轉化器中的氧化劑氧化銅反應，生成與氫氣相等摩爾量的水，制成氣體中標準量的水份。調節電解電流，即可獲得規定范圍內，任意含量的水份標準氣。該發生儀的特點是:發生標量水份簡便、快速、準確可靠。標氣含量、輸出壓力和輸出流量，在規定范圍內，可任意調節，適用面很廣。下面結合附圖，通過實施例的【具體實施方式】再對本技術的上述內容作進一步的詳細說明。但不應將此理解為本技術上述主題的范圍僅限于以下實施例。在不脫離本技術上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包括在本技術的保護范圍內。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本技術的水份標準氣發生儀氣路流程圖。【具體實施方式】實施例一種水份標準氣發生儀，其載氣I經排洗式減壓、穩壓器2排洗和調定壓力后，通過質量流量計3計量，并進入濕度發生器4，增濕后的載氣再流過磷酸電解池5，電解產生標準量的氫。之后含氫載氣經開關閥6進入分子篩脫水器7脫水，以產生無水的零點氣。進入轉化器8，使氫氣與轉化器中的氧化劑氧化銅反應，生成與氫氣相等摩爾量的水，以形成氣體中標準量的水份。流程中的開關閥6和輸出開關閥10，在流程不產生標量水份時，均處于關閉態，以確保轉化器和分子篩不受空氣中水份的污染。制成的水份的標準氣經流量調節閥9和氣體輸出開關閥10送出機外。轉換器之后的開關閥和脫水器之前的開關閥，不需要發生水份標準氣時，均處于關閉態，以確保轉化器和分子篩不受空氣中水份的污染，保持干燥狀態。水份含量顯示采用數字式智能觸摸屏。觸摸屏上同時顯示多種相關數據，手指點觸哪個項目，哪個項目的數據會跳轉顯示出來。調節電解電流即可產生規定范圍內的任一水份含量的標準氣。該發生儀的特點是:發生標量水本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水份標準氣發生儀，電解池與轉化器連接，以電解法產生的氫與轉化器中的氧化劑高溫氧化銅反應，生成與氫氣相等摩爾量的水，制成載氣中標準量的水份，其特征是：電解池前連接有濕度發生器，載氣在入電解池之前，先經過增濕器增濕，以電解獲得足夠量的電解氫。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁萬德，
申請(專利權)人：袁萬德，
類型：實用新型
國別省市：