動態(tài)配氣技術(shù)就是能連續(xù)不斷的配制和供給一定濃度的標(biāo)準氣體。用動態(tài)配氣技術(shù)配制標(biāo)準氣體時, 首先需要一個能連續(xù)不斷供給原料氣的氣源, 作為這種配氣方法的氣源有鋼瓶標(biāo)準氣和滲透管等。

鋼瓶氣動態(tài)配氣法

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在消防實際工作中, 所用標(biāo)準氣體的濃度有時需要大, 有時需要小。鋼瓶標(biāo)準氣雖有不同濃度的規(guī)格供應(yīng), 但購置各種濃度的標(biāo)準氣體, 不僅代價太高, 而且不一定能及時辦到。較好的辦法是購置一個濃度較高的標(biāo)準氣瓶, 需要低濃度標(biāo)準氣體時, 用鋼瓶標(biāo)準氣作原料氣,壓縮空氣(由低壓空氣鋼瓶或空壓機供給) 作稀釋氣, 將它們連接, 就可從取氣口得到所需濃度的標(biāo)準氣體。

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所配制的標(biāo)準氣體的濃度, 可用改變原料氣及稀釋氣的流量比進行調(diào)節(jié), 并可按下式計算:

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式中: z: 所配標(biāo)準氣體的濃度(ppm) ;

L: 鋼瓶標(biāo)準氣的濃度(ppm ) ;

Q s: 鋼瓶標(biāo)準氣的流量(L ?m in) ;

Q a: 壓縮空氣的流量(L ?m in;

用此法配氣時, 在壓縮空氣的管路中應(yīng)安裝選擇性過濾器(凈化器) , 以除去空氣中影響配氣純度的雜質(zhì)。此外配氣出口的總流量應(yīng)略大于用氣口的流量, 以保證所配氣體的濃度與純度。

滲透管動態(tài)配氣法

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(1) 滲透管及滲透率的測定

滲透管是動態(tài)配氣法中的另一種氣源。

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在安培瓶1 中裝入產(chǎn)生原料氣的液體( 如汽油等) , 用不銹鋼加固環(huán)3將聚四氟乙烯塑料帽2和安培瓶1 的頸部緊封牢固, 塑料帽的上端是比較薄(壁厚在1 毫米以下) 的滲透面4。由于原料液體的揮發(fā)性,使安培瓶中有一定蒸氣壓, 氣體分子在蒸氣壓力的作用下, 通過滲透面向外滲透。單位時間的滲透量叫滲透率。

在一定溫度下,滲透率的大小決定于滲透面的厚度和面積的大小等因素。滲透面越大, 壁越薄, 滲透率就越大。制作滲透管時, 就是通過改變滲透面積和厚度的辦法, 以獲得不同滲透率的滲透管。

任何滲透管在使用前都必須知道其滲透率。滲透率的測定方法是: 在一干燥瓶的底部裝入粒狀氫氧化鈉, 上面蓋一層尼龍紗網(wǎng), 將滲透管放入干燥瓶中的紗網(wǎng)上。加蓋后, 滲透出來的氣體(汽油蒸氣) 就會被氫氧化鈉吸收。由于液體的蒸氣壓與溫度有關(guān), 所以滲透率也隨溫度改變而改變。因此, 在測定滲透率時, 必須將干燥瓶放入恒溫水浴中, 溫度控制精度要達到±011℃。在恒溫放置過程中, 每隔一定的時間(至少12 小時) 用精密天平快速稱量滲透管一次(必須在10 分鐘內(nèi)稱完) , 相鄰兩次的重量差就是滲透管在該時間段的滲透量。測出滲透量后, 就可用下式求出該滲透管的滲透率。

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式中: G:滲透率(Lg?m in) ;

△G: 相鄰兩次稱量的重量差(mg) ;

△S: 相鄰兩次稱量的時間間隔(min) ;

實際測定時, 記錄一系列稱量和時間數(shù)據(jù), 用上式計算滲透率并求其平均值。或以稱量數(shù)據(jù)為縱坐標(biāo), 時間為橫坐標(biāo), 繪制滲透率的特性曲線, 所得直線的斜率即為滲透率。

(2) 滲透管動態(tài)配氣裝置

用已知滲透率的滲透管配制標(biāo)準氣體的裝置。

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將滲透管放在氣體發(fā)生瓶中, 再將氣體發(fā)生瓶放入恒溫水浴中, 恒溫水浴的溫度要與測定滲透率時的溫度相同(一般為25±1℃) , 這樣就可不作溫度校正。

稀釋氣(壓縮空氣) 經(jīng)硅膠、活性炭和氫氧化鈉凈化器2除去水分和雜質(zhì)后, 再經(jīng)流量控制閥和流量計3 進入氣體發(fā)生瓶7 (即混合器) 中, 將滲透出來的氣體分子帶出, 就得到標(biāo)準氣體。標(biāo)準氣體的濃度可由下式求出(在25℃和一個大氣壓下)。

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式中: z: 所配標(biāo)準氣體的濃度(ppm) ;

G: 滲透管的滲透率(Lg/min) ;

M : 液體的摩爾質(zhì)量(g/mol) ;

Q: 稀釋氣體的流量(L/min) ;

VM : 配氣狀態(tài)下氣體的摩爾體積(L/mol)。