一种定值三元混合标准气体制作的控制方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种定值三元混合标准气体制作的控制方法，包括具体步骤：包括具体步骤：在组分气和载气的输送管路上设置流量质量控制器；计算组分气与载气在定温密封环境下的稀释比，并根据稀释比导出计算，获得多组分气与载气的流量比；根据获得的所述流量比调节流量质量控制器，使组分气和载气按照固定的比例进行输送和混合，不受温度和压力等条件影响，配制效率高，既可以用于标气的大量生产又可用于实验室少量标气的制作，气体混匀程度高，标准气体的动态输出精确度高。

A control method of making ternary mixed standard gas with fixed value

【技术实现步骤摘要】
一种定值三元混合标准气体制作的控制方法
本专利技术实施例涉及定值三元混合标准气体
，具体涉及一种定值三元混合标准气体制作的控制方法。
技术介绍
天然气水合物是一种潜力巨大的未来超级清洁能源，分布范围广，储量规模巨大，能量密度高，已经得到世界各界的广泛重视与关注，尤其中国2017年在南海神狐海域进行天然气水合物试开采获得巨大成功，举世瞩目。海水中烃类气体及其它气体的含量异常是天然气水合物存在的重要识别标志之一，对海水中气体含量异常的实时检测，可以为水合物资源详查、勘探提供线索和依据。海水中溶解气体为多元混合气体，深海海水及海水中气体含量的即时检测方法是当前海洋科学仪器研究的前沿课题，也是近几年来海洋
研究的热点和焦点，国家重点研发项目课题最新研制的近海底原位多参量地球化学综合传感系统可以实现在船舶走航的同时，高精度实时测量海水中多元气体含量，为我国天然气水合物矿体精细勘探和开发提供重要技术支撑。而保障该系统测量准确度的一个重要前提是能对该系统进行准确标定，能持续提供定值多元混合标准气体是高精度标定该系统的必要条件。本专利技术正是从此需求考虑，以质量守恒定律为主要原理依据，通过质量流量控制器控制和测量管道中载气和组分气体的质量流量，在混合仓中通过一系列混合装置使其充分混匀，最终得到动态输出的目标值三元混合标准气体。现有的气体配制方法主要包括称量法、分压法、体积法、渗透法以及静态容积法等，其中，称重法的生产效率比较低，分压法气体混匀程度不高，且充填气体时会产生热量，体积法的生产技术要求很高，精确度低，渗透管法只适合配制浓度低的标准气体，不易维持其量值长时间不变，而静态容积法只适合配制量少的标准气体。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种定值三元混合标准气体制作的控制方法，解决了现有的气体配制方法主要包括称量法、分压法、体积法、渗透法以及静态容积法等，其中，称重法的生产效率比较低，分压法气体混匀程度不高，且充填气体时会产生热量，体积法的生产技术要求很高，精确度低，渗透管法只适合配制浓度低的标准气体，不易维持其量值长时间不变，而静态容积法只适合配制量少的标准气体的问题。为了实现上述目的，本专利技术的实施方式提供如下技术方案：一种定值三元混合标准气体制作的控制方法，包括具体步骤：S100、在组分气和载气的输送管路上设置流量质量控制器；S200、计算组分气与载气在定温密封环境下的稀释比，并根据稀释比导出计算，获得多组分气与载气的流量比；S300、根据获得的所述流量比调节流量质量控制器，使组分气和载气按照固定的比例进行输送和混合。作为本专利技术的一种优选方案，所述组分气经过混合后的管路上设置有多组分气的输送管路反馈回路，并根据载气和组分气按照固定的比例进行输送混合后的压力值，将多组分气混合后的气体按预设比例反馈至组分气的输送管路。作为本专利技术的一种优选方案，在步骤一中，通过定比例输送机构对多组分气体进行预混合，随后再与载气进行混合。作为本专利技术的一种优选方案，在步骤三中，使组分气和载气按照固定的比例进行输送和混合，组分气和载气的混合输送包括在输送管道中的常温输送混合，以及在定温密封环境下的二次混合，以获得最终的标准混合气体。作为本专利技术的一种优选方案，将多组分气混合后的气体按预设比例反馈至组分气的输送管路，其中反馈回路的与设定比例的具体计算方法包括：S301、将组分气和载气按照固定的比例输送混合至预定体积的混合仓体内，并通过固定体积的气体用于获取标准混合气体动态输出的压力变化值；S302、根据固定体积的气体的压力变化值与组分气体和载气的混合气体的比值得到反馈回路的设定比值。作为本专利技术的一种优选方案，在S301中，固定体积的气体是混合的多组分气或载气中的任意一种。作为本专利技术的一种优选方案，在步骤二中，计算各组分气体和载气的比例，具体为测量和控制载气和组分气体的管路中气流，具体的计算公式为：其中Ci—混合标准气中组分浓度；C0—组分气初始浓度；Fc—组分气的流量；Fz—载气流量；Cz—载气中含杂质浓度；Fb—混合气样品出口流量；Fxb—混合气放水口流量；根据质量永恒定律，载气和组分气体的管路中气流关系为：Fb+Fxb＝Fc+Fz，在忽略载气气体的杂质影响下，得出组分气体和载气的稀释比m为：Fc:FZ＝m:(1-m)，在配制多组分标准气时，由组分气体和载气的稀释比m导出计算，可求出各组分气的流量和载气流量比为：作为本专利技术的一种优选方案，在不忽略载气气体的杂质影响下，得出组分气体和载气的稀释比m为：Fc:(FZ×CZ)＝m:(1-m)(1+MZ)，其中MZ为杂质气体在载气混合标准气中组分浓度。作为本专利技术的一种优选方案，在忽略载气气体的杂质影响下，通过固定体积的气体的压力变化值代替(1+MZ)。本专利技术的实施方式具有如下优点：本专利技术技术方案不受温度和压力等条件影响，配制效率高，既可以用于标气的大量生产又可用于实验室少量标气的制作，气体混匀程度高，精确度高，可以随制随用动态输出。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施方式中制作系统的结构框图；图2为本专利技术实施方式中涡扇混气机构结构示意图；图3为本专利技术实施方式中混合腔体结构示意图；图4为本专利技术实施方式中定比例输送单元和混气单元连接结构示意图；图5为本专利技术实施方式中第三分支管结构示意图；图6为本专利技术实施方式中第一层板结构示意图；图7为本专利技术实施方式中快速接头结构示意图；图8为本专利技术实施方式中一种定值多元混合标准气体的控制方法框图。图中：1-第一分支管；2-第二分支管；3-真空系统；4-压力传感器；5-质量流量控制器；6-总分管道；7-涡扇混气机构；8-通气盘管；9-螺旋管；10-快速接头；11-反馈回路；12-内压传感器；13-第三分支管；14-比例阀门；15-单向阀；16-混合仓体；17-多孔板组；18-活动阀门；19-放水口；20-气体出口；21-泄压阀；22-磁力加热搅拌机构；23-搅拌子；24-保温水夹套；101-双向管体；102-螺纹段；103-螺纹套管；104-变径层套管；105-等径管；106-凸起；107-环形凹槽；108-内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定值三元混合标准气体制作的控制方法，其特征在于，包括具体步骤：/nS100、在组分气和载气的输送管路上设置流量质量控制器；/nS200、计算组分气与载气在定温密封环境下的稀释比，并根据稀释比导出计算，获得多组分气与载气的流量比；/nS300、根据获得的所述流量比调节流量质量控制器，使组分气和载气按照固定的比例进行输送和混合。/n

【技术特征摘要】
1.一种定值三元混合标准气体制作的控制方法，其特征在于，包括具体步骤：
S100、在组分气和载气的输送管路上设置流量质量控制器；
S200、计算组分气与载气在定温密封环境下的稀释比，并根据稀释比导出计算，获得多组分气与载气的流量比；
S300、根据获得的所述流量比调节流量质量控制器，使组分气和载气按照固定的比例进行输送和混合。


2.根据权利要求1所述的一种定值三元混合标准气体制作的控制方法，其特征在于，所述组分气经过混合后的管路上设置有多组分气的输送管路反馈回路，并根据载气和组分气按照固定的比例进行输送混合后的压力值，将多组分气混合后的气体按预设比例反馈至组分气的输送管路。


3.根据权利要求1所述的一种定值三元混合标准气体制作的控制方法，其特征在于，在步骤一中，通过定比例输送机构对多组分气体进行预混合，随后再与载气进行混合。


4.根据权利要求2所述的一种定值三元混合标准气体制作的控制方法，其特征在于，在步骤三中，使组分气和载气按照固定的比例进行输送和混合，组分气和载气的混合输送包括在输送管道中的常温输送混合，以及在定温密封环境下的二次混合，以获得最终的标准混合气体。


5.根据权利要求1所述的一种定值三元混合标准气体制作的控制方法，其特征在于，将多组分气混合后的气体按预设比例反馈至组分气的输送管路，其中反馈回路的与设定比例的具体计算方法包括：
S301、将组分气和载气按照固定的比例输送混合至预定体积的混合仓体内，并通过固定体积的气体用于获取标准混合气体动态输出的压力变化值；
S302、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广虎，温明明，程思海，贾永永，黄静宜，刘智荣，王鹤，
申请(专利权)人：防灾科技学院，北京防灾科技有限公司，广州海洋地质调查局，
类型：发明
国别省市：河北;13