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1、(10)申请公布号 CN 102798558 A (43)申请公布日 2012.11.28 C N 1 0 2 7 9 8 5 5 8 A *CN102798558A* (21)申请号 201210284475.9 (22)申请日 2012.08.06 G01N 1/28(2006.01) G05D 23/19(2006.01) (71)申请人北京雪迪龙科技股份有限公司 地址 102206 北京市昌平区回龙观国际信息 产业基地3街3号 (72)发明人韩占恒 敖小强 (74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人魏晓波 (54) 发明名称 一种汞标准气发生装置 (57) 。
2、摘要 本发明公开了一种汞标准气发生装置，包括 用于存储汞源的汞源蒸发腔体以及包围于其外部 的温控腔体，还包括具有制冷功能的制冷腔体，温 控腔体置于制冷腔体的内腔，上述三腔体的内腔 彼此隔离，且汞源蒸发腔体的进口管和出口管穿 过温控腔体和制冷腔室连通外部气体管路；该汞 标准气发生装置中温控腔体置于具有制冷功能的 制冷腔体的内腔，这样就可以将温控腔体的温度 降低至温控调节所需的最低温度以下温度，实现 低温控制，以满足温控调节的需求，提高对汞源蒸 发腔体内温控调节的精度，满足的浓度汞标准气 稀释要求，同时扩大了汞标准气发生装置的适用 范围。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图1。
3、页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种汞标准气发生装置，包括用于存储汞源的汞源蒸发腔体(D)以及包围于其外部 的温控腔体(C)，其特征在于，还包括具有制冷功能的制冷腔体(B)，所述温控腔体(C)置于 所述制冷腔体(B)的内腔，上述三腔体的内腔彼此隔离，且所述汞源蒸发腔体(D)的进口管 (A)和出口管(E)穿过所述温控腔体(C)和所述制冷腔室连通外部气体管路。 2.如权利要求1所述的汞标准气发生装置，其特征在于，所述制冷腔体(B)的腔体壁上 设置有半导体制冷器(H)，所述半导体制冷器(H)具有冷面、。
4、热面以及设置于所述冷面和热 面之间的制冷元器件，所述冷面与所述制冷腔体(B)的腔体外壁贴合，所述热面外露于所 述制冷腔体(B)的外部。 3.如权利要求2所述的汞标准气发生装置，其特征在于，与所述冷面相对应的制冷腔 体(B)的腔体内壁还设置有用于提高所述冷面散热效率的第一散热装置(G)。 4.如权利要求3所述的汞标准气发生装置，其特征在于，还包括用于提高所述热面散 热效率的第二散热装置(J)。 5.如权利要求2至4任一项所述的汞标准气发生装置，其特征在于，还包括电连接所述 半导体制冷器(H)的控制单元，当所述控制单元判断所述温控腔体(C)的初始调节温度信 号不低于预设的最低调节温度时，启动所述半。
5、导体制冷器(H)对所述制冷腔体(B)进行制 冷。 6.如权利要求5所述的汞标准气发生装置，其特征在于，所述控制单元还电连接所述 温控腔体(C)的加热部件(I)，所述控制单元根据所述温控腔体(C)的温度信号控制所述加 热部件(I)的功率。 7.如权利要求6所述的汞标准气发生装置，其特征在于，所述加热部件(I)设置于所述 温控腔体(C)的外壁上。 8.如权利要求5所述的汞标准气发生装置，其特征在于，所述初始调节温度信号通过 设置于所述温控腔体(C)的腔体壁上感温装置(F)采集。 9.如权利要求1所述的汞标准气发生装置，其特征在于，所述制冷腔体(B)连接压缩机 制冷系统或涡旋气流制冷系统，用于所述制。
6、冷腔体(B)内部腔体的制冷。 权 利 要 求 书CN 102798558 A 1/4页 3 一种汞标准气发生装置 技术领域 0001 本发明涉及温度控制技术领域，特别涉及一种汞标准气发生装置。 背景技术 0002 在环境污染中，重金属污染是破坏生态环境，威胁人类健康的重要因素之一，如何 要有效预防和处置突发重金属污染事件发生，提升环境应急能力和预警水平，一直是环境 保护工作中面临的主要问题。 0003 为解决上述环境问题，目前在环境应急监测的技术和方法研究中，发展环境风险 识别、评估、预防、应急处置等环境预警和监控技术为主要研究方向。 0004 其中，汞标准气发生装置作为一项重要手段已广泛应用。
7、于环境检测中，它的主要 原理为动态扩散比例稀释法，试剂采用单质Hg源试剂，Hg源被放置于密闭腔室中，腔室只 留有进气与出气口，且处于精确恒温装置内，通常Hg源控温在50，温控精度为0.1， 此时汞蒸气饱和气压为恒值。载气经质量流量控制器小流量精密控制通入Hg源，将饱和汞 蒸气连续带出，与另一路流量控制后的稀释气混合稀释，达到用户设定浓度，即所需标准气 浓度。 0005 上述装置中恒温装置中的最低温度约等于外部环境温度，当外部环境温度比较高 (高于或接近50摄氏度)时，恒温装置的初始温度已经高于环境温度或接近环境温度，其腔 室内部的温度不能调节至Hg源蒸发温度或调节至Hg源蒸发温度的调节量比较小。
8、，将会导 致汞蒸汽对应饱和蒸发浓度较高，稀释配比后浓度较高，不能满足现场需要。 0006 因此如何提供一种汞标准气发生装置，该装置可以实现不同环境温度下对Hg源 的精确控温，适用范围比较广，是本领域内技术人员亟待解决的问题。 发明内容 0007 本发明的主要目的为提供一种汞标准气发生装置，该装置可以实现不同环境温度 下对Hg源的精确控温，适用范围比较广。 0008 为解决上述技术问题，本发明提供一种汞标准气发生装置，包括用于存储汞源的 汞源蒸发腔体以及包围于其外部的温控腔体，还包括具有制冷功能的制冷腔体，所述温控 腔体置于所述制冷腔体的内腔，上述三腔体的内腔彼此隔离，且所述汞源蒸发腔体的进口 。
9、管和出口管穿过所述温控腔体和所述制冷腔室连通外部气体管路。 0009 优选地，所述制冷腔体的腔体壁上设置有半导体制冷器，所述半导体制冷器具有 冷面、热面以及设置于所述冷面和热面之间的制冷元器件，所述冷面与所述制冷腔体的腔 体外壁贴合，所述热面外露于所述制冷腔体的外部。 0010 优选地，与所述冷面相对应的制冷腔体的腔体内壁还设置有用于提高所述冷面散 热效率的第一散热装置。 0011 优选地，还包括用于提高所述热面散热效率的第二散热装置。 0012 优选地，还包括电连接所述半导体制冷器的控制单元，当所述控制单元判断所述 说 明 书CN 102798558 A 2/4页 4 温控腔体的初始调节温度。
10、信号不低于预设的最低调节温度时，启动所述半导体制冷器对所 述制冷腔体进行制冷。 0013 优选地，所述控制单元还电连接所述温控腔体的加热部件，所述控制单元根据所 述温控腔体的温度信号控制所述加热部件的功率。 0014 优选地，所述加热部件设置于所述温控腔体的外壁上。 0015 优选地，所述初始调节温度信号通过设置于所述温控腔体的腔体壁上感温装置采 集。 0016 优选地，所述制冷腔体连接压缩机制冷系统或涡旋气流制冷系统，用于所述制冷 腔体内部腔体的制冷。 0017 本发明所提供的汞标准气发生装置中温控腔体置于具有制冷功能的制冷腔体的 内腔，当外界环境温度接近或超过温控腔体初始调节的最低温度时，。
11、可以开启制冷腔体的 制冷功能，降低制冷腔体的内腔温度，从而在热传递的作用下，置于制冷腔体内的温控腔体 内的温度也相应降低，这样就可以将温控腔体的温度降低至温控调节所需的最低温度以 下，实现低温控制，以满足温控调节的需求，提高对汞源蒸发腔体内温控调节的精度，满足 的浓度汞标准气稀释要求，同时扩大了汞标准气发生装置的适用范围。 0018 一种优选的实施方式中，所述制冷腔体的腔体壁上设置有半导体制冷器，所述半 导体制冷器具有冷面、热面以及设置于所述冷面和热面之间的制冷元器件，所述冷面与所 述制冷腔体的腔体外壁贴合，所述热面外露于所述制冷腔体的外部。 0019 半导体制冷器制冷方式是电流换能型片件，通。
12、过输入电流进行控制，不仅可以实 现高精度的温度控制，容易实现遥控、计算机控制，便于实现设备的自动化控制，而且它无 需使用任何制冷剂，没有污染源以及其他旋转部件，有利于汞标准气发生装置整体集成性 强、体积小，且该装置工作时没有震动、噪音、使用寿命比较长、并且安装比较容易。 0020 在另一种优选的实施方式中，汞标准气发生装置还包括电连接所述半导体制冷器 的控制单元，当所述控制单元判断所述温控腔体的初始调节温度信号不低于预设的最低调 节温度时，启动所述半导体制冷器对所述制冷腔体进行制冷。 0021 该实施例中设置控制单元可以实现汞标准气发生装置的自动化控制，并且控制精 度比较高。 附图说明 002。
13、2 图1为本发明一种实施例中汞标准气发生装置的结构示意图。 0023 其中，图1中部件名称和附图标记之间的一一对应关系如下所示： 0024 进口管A、制冷腔体B、温控腔体C、汞源蒸发腔体D、出口管E、感温装置F、第一散 热装置G、半导体制冷器H、加热部件I、第二散热装置J。 具体实施方式 0025 本发明的核心为提供一种汞标准气发生装置，该装置可以实现不同环境温度下对 Hg源的精确控温，适用范围比较广。 0026 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实 施例对本发明作进一步的详细说明。 说 明 书CN 102798558 A 3/4页 5 0027 请参考图1，。
14、图1为本发明一种实施例中汞标准气发生装置的结构示意图。 0028 本发明提供了一种汞标准气发生装置，包括用于存储汞源的汞源蒸发腔体D，汞源 一般为单质汞，也可以为其他汞剂等样品，只要能在一定温度下挥发出汞蒸汽即可。汞源蒸 发腔体D中的温度一般控制在50摄氏度左右，控温精度要求比较高，一般为0.1摄氏度。 汞标准气发生装置还包括包围于汞蒸发腔体的外部的温控腔体C，当汞标准气发生装置工 作时，主要通过调节温控腔体C的内腔温度使汞源蒸发腔体D内的温度维持在一定的温度， 制取一定温度的汞饱和蒸汽，以满足使用需要。 0029 本发明中的汞标准气发生装置还包括具有制冷功能的制冷腔体B，所述温控腔体 C置于。
15、所述制冷腔体B的内腔，上述三腔体的内腔彼此隔离，当然，此处所述的隔离只是指 上述汞源蒸发腔体D、温控腔体C、制冷腔体B三者的内腔空间上的隔离，三者的内腔之间是 可以进行热量传递的。 0030 并且，汞源蒸发腔体D的进口管A、出口管E穿过温控腔体C和制冷腔室连通外部 气体管路，两气口用于通入定量低流量载气，保证汞源蒸发腔体D中上方蒸汽始终处于饱 和状态。 0031 本发明所提供的汞标准气发生装置中温控腔体C置于具有制冷功能的制冷腔体B 的内腔，当外界环境温度接近或超过温控腔体C初始调节的最低温度时，可以开启制冷腔 体B的制冷功能，降低制冷腔体B的内腔温度，从而在热传递的作用下，置于制冷腔体B内 。
16、的温控腔体C内的温度也相应降低，这样就可以将温控腔体C的温度降低至温控调节所需 的最低温度以下温度，实现低温控制，以满足温控调节的需求，提高对汞源蒸发腔体D内温 控调节的精度，满足的浓度汞标准气稀释要求，同时扩大了汞标准气发生装置的适用范围。 0032 制冷腔体B的制冷功能可以通过多种方式实现，下面给出了几种优选的实施方 式。 0033 在一种优选的实施方式中，制冷腔体B通过半导体制冷方式实现腔体内部制冷功 能；具体地，制冷腔体B的腔体壁上可以设置有半导体制冷器H，半导体制冷器H具有冷面、 热面以及设置于冷面和热面之间的制冷元器件，冷面与制冷腔体B的腔体外壁贴合，热面 外露于制冷腔体B的外部。。
17、 0034 半导体制冷器H制冷方式是电流换能型片件，通过输入电流进行控制，不仅可以 实现高精度的温度控制，容易实现遥控、计算机控制，便于实现设备的自动化控制，而且它 无需使用任何制冷剂，没有污染源以及其他旋转部件，有利于汞标准气发生装置整体集成 性强、体积小，且该装置工作时没有震动、噪音、使用寿命比较长、并且安装比较容易。 0035 为了提高半导体制冷器H的冷片的制冷工作效率，使制冷腔体B达到更低的温度， 与所述冷面相对应的制冷腔体B的腔体内壁还设置有用于提高所述冷面散热效率的第一 散热装置G。 0036 同样，汞标准气发生装置还可以包括用于提高热面散热效率的第二散热装置J，第 二散热装置J可。
18、以提高半导体制冷器H的热片的散热效率，使制冷腔体B传递过来的热量 尽快散失。 0037 上述各实施例中，汞标准气发生装置还可以包括电连接半导体制冷器H的控制单 元，当所述控制单元判断温控腔体C的初始调节温度信号不低于预设的最低调节温度时， 启动所述半导体制冷器H对所述制冷腔体B进行制冷。 说 明 书CN 102798558 A 4/4页 6 0038 该实施例中设置控制单元可以实现汞标准气发生装置的自动化控制，并且控制精 度比较高。 0039 优选地，控制单元还可以电连接温控腔体C的加热部件I，控制单元根据温控腔体 C的温度信号控制加热部件I的功率，对于加热部件I的具体结构可以参考现有技术中的。
19、相 关资料，在此不做详细描述；该设置有利于汞标准气发生装置控制单元的集成设置，进一步 实现装置的自动化控制。 0040 在一种优选的实施方式中，加热部件I可以设置于温控腔体C的外壁上，这样可以 便于加热部件I的接线，并且保证温控腔体C的密闭性，有利于温控腔体C内温度调节。 0041 上述各实施例中，温度信号通过设置于温控腔体C的腔体壁上感温装置F采集，该 设置方式有利于对温控腔体C内温度信号采集的准确性。 0042 在另一种优选的实施方式中，所述制冷腔体连接压缩机制冷系统或涡旋气流制冷 系统，用于制冷腔体内部腔体的制冷；压缩机制冷系统或涡旋气流制冷系统能实现比较大 的制冷量，具有比较好的温控能力。 0043 以上对本发明所提供的一种汞标准气发生装置进行了详细介绍。本文中应用了具 体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发 明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明 原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利 要求的保护范围内。 说 明 书CN 102798558 A 1/1页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102798558 A 。