【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种标准气体的制备装置，尤其是在线制备装置，属于大气检测装置领域。
技术介绍
1、标准气体是指浓度均匀、具有良好稳定性和量值准确性的测定标准气体，它们在物理、化学、生物与环境测量领域中可用于仪器的校准或测量。常见的标准气体按用途包括：气体报警类标准气体、电力能源类标准气体、石油化工类标准气体、环保监测类标准气体、医疗卫生类标准气体、仪器仪表类标准气体等。对于反应活性强、吸湿性强等不稳定的气体，其标准气体的制备面临诸多难题。例如，气态亚硝酸(hono)是大气中重要的痕量含氮物种，但其反应活性极强、吸湿性强、极不稳定，故目前缺乏能够稳定、可靠地制备其标准气体的装置，而现有的装置仍存在实验操作复杂、体积较大不便于携带或移动等缺点。
技术实现思路
1、为了改善上述现有技术，本技术提供一种标准气体的制备装置，所述装置包括流量控制模块、定量反应控制模块、溶液输送模块；
2、所述流量控制模块包括载气气源流量控制单元和稀释气气源流量控制单元，所述载气气源流量控制单元包括气体流量控制计和气体传输管路，所述稀释气气源流量控制单元包括气体流量控制计和气体传输管路，所述载气气源流量控制单元的气体传输管路进气口和所述稀释气气源流量控制单元的气体传输管路进气口分别与气源连接；
3、所述定量反应控制模块包括微流控芯片和气液分离单元，所述微流控芯片出口与气液分离单元的进口相连；
4、所述溶液输送模块包括至少两个反应试剂储存单元、具有至少两个通道的注射泵、液体输送管路和
5、所述流量控制模块中的载气气源流量控制单元的气体传输管路出气口和所述溶液输送模块中的液体混合管路出液口，经由三通单元与所述定量反应控制模块中的微流控芯片进口相连；
6、所述气液分离单元出气口和所述流量控制模块中的稀释气气源流量控制单元的气体传输管路出气口，经由三通单元与标准气体的输出管路相连；
7、所述标准气体的输出管路与出气管路相连。
8、根据本技术的实施方案，所述标准气体为反应活性极强和/或吸湿性强的气体的标准气体，例如为气态亚硝酸的标准气体。
9、根据本技术的实施方案，所述定量反应控制模块还包括恒温单元，如恒温箱。
10、根据本技术的实施方案，所述恒温单元包括温度控制单元(如加热元件和/或冷却元件)，以及温度传感器。
11、优选地，所述恒温单元用于对微流控芯片和气液分离单元进行温度控制，更优选进行高精度(如误差范围不超过±0.1℃)的温度控制。
12、根据本技术的实施方案，所述微流控芯片与所述气液分离单元的温度不相同。优选地，通过不同的恒温单元，以将所述微流控芯片和所述气液分离单元分别控制于不同的温度。
13、根据本发根据本技术的实施方案，所述微流控芯片的温度-所述气液分离单元的温度的温度差>10℃。所述温度差优选≥20℃，更优选为20～22℃，如21℃。
14、根据本技术的实施方案，所述微流控芯片的温度高于25℃，优选29～31℃，更优选为30±0.1℃。
15、根据本技术的实施方案，所述气液分离单元的温度低于15℃，优选为8～10℃，更优选为9±0.1℃。
16、根据本技术的实施方案，所述标准气体的制备装置还可以包括废气和/或废液的排出单元。其中，所述排出单元可以包括例如废气和/或废液的排出口及其排出管路。
17、本领域技术人员应当理解，如果合适，所述制备装置中各部件中产生的废气或废液的排出单元可以单独设置或合并设置。
18、根据本技术的实施方案，所述标准气体的制备装置还包括气液分离单元的液体稀释单元和离子色谱检测仪，其中所述气液分离单元的液体稀释单元与所述离子色谱检测仪连接，从而测量气液分离单元的液体中的no2-浓度，并根据测量结果反推hono发生过程中no2-的反应效率。
19、例如，氢氧化钠水溶液与hono在线监测装置反应后的尾液使用同一流量，同时输出至同一容量瓶，其中氢氧化钠溶液与尾液混合后，将处于反应过程的尾液中和，从而终止其反应，混合后的溶液经稀释4倍后，使用离子色谱测量其中的no2-浓度。测量得到的no2-浓度反推hono发生过程中no2-的反应效率，反应效率计算公式为如式(1)。得到的反应效率(η)与亚硝酸检测仪检测计算得出的hono生产效率，即no2-利用率(ηcal)进行比较，验证二者是否吻合。
20、
21、式中，η：no2-反应效率；
22、尾液no2-浓度；
23、no2-初始浓度。
24、根据本专利技术的实施方案，氢氧化钠水溶液的浓度可以为200mg/l-500mg/l，如250mg/l。
25、根据本技术的实施方案，所述流量控制模块包括气源储存单元、流量控制支路i和流量控制支路ii；所述流量控制支路i包括第一气体流量控制计，所述流量控制支路ii包括依次相连的第二气体流量控制计和第一混合三通；所述气源储存单元分为两路，一路与流量控制支路i中的第一气体流量控制计相连，另一路与流量控制支路ii中的第二气体流量控制计相连；所述流量控制支路i中的第一气体流量控制计通过气体管路与微流控芯片的气体入口相连；所述流量控制支路ii中的第三混合三通的进口与流量控制支路ii连接，流量控制支路ii中的第一混合三通的两个出口分别与定量反应控制单元中气液分离装置的气体出口和检测单元相连。所述流量控制模块用于控制不同反应试剂(如亚硝酸钠溶液和硫酸溶液)的液体流速，确保hono从液相向气相的稳定传输和避免气液分离瓶出口冷凝出液滴，被气流代入产气管路造成污染。
26、根据本技术的实施方案，所述定量反应控制模块包括第二混合三通、微流控芯片和气液分离单元(如气液分离瓶)。
27、根据本技术的实施方案，所述微流控芯片包括毛细管主板、进气口、进液口和温控板，其中毛细管主板包括毛细管、进气口和进液口。
28、根据本技术的实施方案，在使用过程中，高纯氮气和液体先后进入毛细管中，气体和液体在毛细管中充分接触、混合。
29、根据本技术的实施方案，所述微流控芯片优选为石英材料制成，优选为石英材料制成的片状芯片。优选地，所述微流控芯片的厚度低于10mm，优选低于5mm，例如1mm、2mm、3mm、4mm或5mm。
30、根据本技术的实施方案，所述微流控芯片表面包含波浪型凹槽，所述波浪型凹槽的两端设置有气液的入口和出口。
31、作为实例，所述微流控芯片的内截面积为0.64mm2，其外部尺寸可以为5.5cm x5.5cm。
32、优选地，微流控芯片的外壁包覆避光材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种标准气体的制备装置，其特征在于，所述装置包括流量控制模块、定量反应控制模块、溶液输送模块；
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述装置还包括废气和/或废液的排出单元。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述排出单元包括废气和/或废液的排出口及其排出管路。
4.如权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制与数据采集电路、显示装置中的至少一种。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述载气气源为氮气；
6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，其中所述流量控制模块包括气源储存单元、流量控制支路I和流量控制支路II；所述流量控制支路I包括第一气体流量控制计，所述流量控制支路II包括依次相连的第二气体流量控制计和第一混合三通；所述气源储存单元分为两路，一路与流量控制支路I中的第一气体流量控制计相连，另一路与流量控制支路II中的第二气体流量控制计相连；所述流量控制支路I中的第一气体流量控制计通过气体管路与微流控芯片的气体入口相连；所述流量控制支路II中的第三混合三通的进口与流量控制
7.如权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，其中所述定量反应控制模块包括第二混合三通、微流控芯片和气液分离单元。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述微流控芯片包括毛细管主板、进气口、进液口和温控板，其中毛细管主板包括毛细管、进气口和进液口；
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，其中所述定量反应控制模块还包括恒温单元；所述恒温单元包括温度控制单元和温度传感器；
10.如权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，其中所述溶液输送模块至少包括一个亚硝酸盐溶液储存单元，以及一个酸性溶液储存单元；
11.如权利要求1-3任一项所述的制备装置，其特征在于，其中所述标准气体为反应活性极强和/或吸湿性强的气体的标准气体。
12.如权利要求11所述的制备装置，其特征在于，所述标准气体为气态亚硝酸的标准气体。
13.一种监测系统，其特征在于，其包括权利要求1-12任一项所述的制备装置。
14.如权利要求13所述的监测系统，其特征在于，所述监测系统为环境气体监测系统。
15.如权利要求13所述的监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括在线监测装置。
16.如权利要求15所述的监测系统，其特征在于，所述在线监测装置选自长光程HONO在线监测仪、在线离子色谱仪或腔增强HONO吸收光谱仪。
...【技术特征摘要】
1.一种标准气体的制备装置，其特征在于，所述装置包括流量控制模块、定量反应控制模块、溶液输送模块；
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述装置还包括废气和/或废液的排出单元。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述排出单元包括废气和/或废液的排出口及其排出管路。
4.如权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制与数据采集电路、显示装置中的至少一种。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述载气气源为氮气；
6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，其中所述流量控制模块包括气源储存单元、流量控制支路i和流量控制支路ii；所述流量控制支路i包括第一气体流量控制计，所述流量控制支路ii包括依次相连的第二气体流量控制计和第一混合三通；所述气源储存单元分为两路，一路与流量控制支路i中的第一气体流量控制计相连，另一路与流量控制支路ii中的第二气体流量控制计相连；所述流量控制支路i中的第一气体流量控制计通过气体管路与微流控芯片的气体入口相连；所述流量控制支路ii中的第三混合三通的进口与流量控制支路ii连接，流量控制支路ii中的第一混合三通的两个出口分别与定量反应控制单元中气液分离装置的气体出口和检测单元相连；
7.如权利要求1-3任一项所述的装置，其特征...
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