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动态气体稀释仪常见结构设计及关键部件选型指南

更新时间:2025-12-19   点击次数:3次
  动态气体稀释仪是一种能够按照设定比例将高浓度标准气体与稀释气体连续混合,生成所需低浓度标准气体的设备。它在气体检测仪器校准、环境监测、科研实验及工业过程分析中广泛应用,尤其在需要连续变化浓度或高浓度跨度较大的场合优势明显。
 
  一、常见结构设计​
 
  单级稀释结构:高浓度气与稀释气在一次混合腔中按比例汇合,结构简单、成本较低,适用于浓度跨度不大、精度要求一般的场合。
 
  多级串联稀释结构:通过两级或多级稀释单元逐步降低浓度,可在宽范围获得高精度低浓度气体,常用于ppb级或更低浓度的制备。
 
  射流混合结构:利用高速气流形成负压引射效应,使两种气体在喷嘴处充分混合,混合效率高、响应快,但对气源压力稳定性要求高。
 
  扩散混合结构:靠分子扩散实现混合,速度较慢但稳定性好,适合对混合过程扰动敏感的微量气体配制。
 
  闭环反馈控制结构:在输出端配置浓度传感器,实时监测浓度并反馈调节流量比例,实现高精度动态稳定输出。
 
  二、关键部件及选型要点​
 
  质量流量控制器(MFC):核心部件,决定流量比例精度与响应速度。选型时要关注量程范围、精度等级(如±1%F.S.或更高)、耐压与耐温性能,以及是否支持多气体类型校准。
 
  压力调节阀与稳压阀:保证气源压力稳定,避免因压力波动造成流量比例漂移。应选用响应快、死区小的调节阀,并配合压力表实时监控。
 
  混合腔与流道设计:混合腔形状与容积影响混合均匀性与响应时间。流道应光滑,防止气体滞留或吸附导致浓度误差。

 


 
  过滤器与干燥器:入口配置颗粒过滤与水分/油分去除装置,保护MFC与下游设备,延长使用寿命。
 
  恒温系统:温度波动会引起气体密度变化,进而影响实际流量与浓度。高精度应用需配备加热套或恒温箱,将工作温度控制在±0.1℃以内。
 
  浓度传感器(可选):闭环控制型稀释仪需在出口安装可溯源的浓度分析仪器(如红外、电化学或光离子化检测器),用于实时校准与反馈控制。选型时注意检测范围、分辨率与目标气体的交叉敏感性。
 
  控制与软件系统:应具备直观的人机界面,可设定目标浓度、流量比、持续时间等参数,并支持数据存储与导出。对多级稀释仪,还需具备分段控制与自动切换功能。
 
  三、应用与维护建议​
 
  动态气体稀释仪在长期使用中应注意定期校准MFC、检查密封性、清洁混合腔与过滤器。对于高活性或腐蚀性气体,应选用耐腐材料(如不锈钢316L、PTFE内衬)并缩短气路死区长度,防止气体吸附或反应损失。
 
  动态气体稀释仪的结构形式多样,选型需结合实际浓度范围、精度要求、气体种类及环境条件综合考虑。抓住质量流量控制器、压力调节、混合设计与恒温控制等关键环节,可确保仪器在宽范围、高精度和低浓度气体制备中保持稳定性能,为气体检测与科研工作提供可靠的标准气源保障。
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