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    重庆时时彩app苹果: 一种产生标准浓度汞气的方法及其装置.pdf

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    一种 产生 标准 浓度 方法 及其 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110100412.9

    申请日:

    2011.04.21

    公开号:

    CN102253168A

    公开日:

    2011.11.23

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):G01N 33/00申请日:20110421授权公告日:20140122终止日期:20170421|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 33/00申请日:20110421|||公开
    IPC分类号: G01N33/00; G01N1/44; G01N1/42 主分类号: G01N33/00
    申请人: 上海理工大学
    发明人: 蔡小舒; 施娟; 苏明旭
    地址: 200093 上海市杨浦区军工路516号
    优先权:
    专利代理机构: 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理人: 吴宝根
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110100412.9

    授权公告号:

    |||102253168B||||||

    法律状态公告日:

    2018.05.08|||2014.01.22|||2012.01.04|||2011.11.23

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种产生标准浓度汞气的方法及其装置,方法步骤为:将样品池抽真空,加入液态汞或汞齐密封;通过对样品池加热或致冷,随着温度变化,样品池中的汞蒸气压随之改变,汞蒸气的压力和温度由压力计和温度计测得,根据所测压力和温度从“汞气饱和压力和温度对照表”中得到汞的饱和蒸汽压,然后根据公式计算得到汞饱和蒸气浓度,得到标准浓度汞气。标定用汞气发生器包括压力计、温度计、样品池、致冷致热装置、液态汞或汞齐和透明石英窗。本发明的有益效果是汞气浓度通过调节温度控制,并且液态汞获汞齐和汞蒸气都密封在样品池中,不会排放产生环境污染,并可以简化现有用于环境监测标定的汞蒸气发生器结构和废气处理系统。

    权利要求书

    1.一种产生标准浓度汞气的方法,其特征在于,其具体步骤为:1)先将样品池抽真空,然后加入液态汞或汞齐,再将样品池完全密封,处于密封样品池中的液态汞会部分蒸发,在样品池的空间形成汞蒸气;2)通过制冷制热装置对样品池加热或冷却,随着样品池温度变化,样品池中的汞蒸气压随之改变,汞蒸气的压力和温度由压力测量计和温度测量计测得,根据该所测压力和温度从“汞气饱和压力和温度对照表”中得到汞的饱和蒸汽压,然后根据?????????????????????????(1)式中ρ是汞饱和蒸气浓度,M是汞的原子量,等于200.59,P是汞饱和蒸气压力,Z是压缩因子,小于或等于1,?R是气体常数,T是绝对温度值,通过制冷制热装置对样品池加热或冷却控制样品池的温度,得到不同的汞饱和蒸气浓度,为测量仪器的标定提供标准浓度汞气。2.实现如权利要求1所述产生标准浓度汞气的方法的装置,它为一种标定用汞气发生器,其特征在于,它包括压力测量计、温度测量计、样品池、致冷致热装置、液态汞和透明石英窗,样品池为一置有透明石英窗的密封容器,液态汞置于样品池内,样品池下置有制冷制热装置,对样品池进行加热或冷却。3.根据权利要求2所述的产生标准浓度汞气的方法的装置,其特征在于,所述标定用汞气发生器中所用的制冷制热装置为一用电流加热的装置,该装置为包在样品池外的电阻丝加热层,改变加热电流,改变样品池的温度,从而改变样品池中汞的饱和蒸气压,进而改变汞气浓度,所述的电阻丝加热层外置有保温层,以维持样品池温度的稳定。4.根据权利要求1所述的一种产生标准浓度汞气的方法,其特征在于,所述标定用汞气发生器中所用的制冷制热装置为一半导体制冷装置,改变半导体制冷装置供电的极性,可以使半导体制冷制热装置对样品池加热或冷却。5.根据权利要求2所述产生标准浓度汞气的方法的装置,其特征在于,所述样品池上增加了抽气管,抽气管上装有阀门,后面接真空泵。

    说明书

    一种产生标准浓度汞气的方法及其装置

    ?技术领域

    本发明涉及一种产生标准浓度汞气的方法及其装置。

    背景技术

    燃煤电厂等大量燃用煤炭排放出重金属-汞。汞对环境和人体有很大危害,为监测燃煤烟气中排放的汞的浓度,已有许多测量方法和标准。在此基础上发展了许多测量仪器。这些仪器在使用中都需要进行校准和标定。在校准和标定汞气浓度测量仪器时常用汞发生器来产生标准浓度的汞气。目前常用的汞发生器的原理是加热液态汞来产生汞蒸气,然后用精确控制流量的零气稀释并携带汞蒸气到标定样品池进行仪器的标定和校准。由于汞气有毒,必须对使用过的含汞零气进行处理,吸收零气中的汞后才能排放。这样不仅使得仪器十分复杂,还可能会产生污染。这就有必要发展一种不会污染环境,而且可以根据需要改变汞气浓度、通过结构简单的汞发生器产生标准浓度汞气的方法。

    发明内容

    本发明的目的是为了克服现有汞发生的缺点,提供一种不需要在测量仪器标定时加入液态汞来产生标准浓度汞气的方法及其装置,以减小和消除汞蒸气排放造成的污染。

    本发明的基本原理:在有液态汞或汞齐存在的密闭真空容器中,真空容器的空间会充满处于饱和状态的汞蒸气。汞蒸气的压力随样品池的温度变化而变化,温度升高,汞蒸气的压力就会相应升高。汞蒸气饱和压力对应的饱和温度可以从许多文献中找到,对应一定的温度有一定的汞饱和气压汞气的饱和压力和温度对照表(见附表:“汞气饱和压力和温度对照表”),一定的温度得到相应汞蒸气饱和压力值;而不同的汞的饱和温度对应不同的以mg/m3为单位的汞蒸气浓度。下式给出了根据汞蒸气饱和温度得到汞蒸气浓度的关系:

    ?????????????????????????(1)

    这里ρ是汞蒸气密度,M是汞的原子量,等于200.59,P是汞饱和蒸气压力,Z是压缩因子,小于或等于1,?R是气体常数,T是绝对温度值。

    因此,控制样品池的温度,就可以得到不同的汞蒸气浓度,为测量仪器的标定提供标准。

    基于上述的发明原理,本发明的技术方案是:一种产生标准浓度汞气的方法,其特点是,其具体步骤为:

    1)先将样品池抽真空,然后加入液态汞或汞齐,再将样品池完全密封,处于密封样品池中的液态汞或汞齐中的汞会部分蒸发,在样品池的空间形成汞蒸气;

    2)通过制冷制热装置对样品池加热或冷却,随着样品池温度变化,样品池中的汞蒸气压随之改变,汞蒸气的压力和温度由压力测量计和温度测量计测得,

    根据该所测压力和温度从“汞气饱和压力和温度对照表”中得到汞的饱和蒸汽压,然后根据

    ?????????????????????????(1)

    式中ρ是汞饱和蒸气浓度,M是汞的原子量,等于200.59,P是汞饱和蒸气压力,Z是压缩因子,小于或等于1,?R是气体常数,T是绝对温度值,通过制冷制热装置对样品池加热或冷却控制样品池的温度,得到不同的汞饱和蒸气浓度,为测量仪器的标定提供标准浓度汞气。

    实现上述产生标准浓度汞气的方法的装置,它为一种标定用汞气发生器,其特点是,它包括压力测量计、温度测量计、样品池、制冷制热装置、液态汞或汞齐和透明石英窗,样品池为一置有透明石英窗的密封容器,液态汞或汞齐置于样品池内,样品池下置有制冷制热装置,对样品池进行加热或冷却。

    所述标定用汞气发生器中所用的制冷制热装置为一用电流加热的装置,该装置为包在样品池外的电阻丝加热层,改变加热电流,改变样品池的温度,从而改变样品池中汞的饱和蒸气压,进而改变汞气浓度,所述的电阻丝加热层外置有保温层,以维持样品池温度的稳定。

    所述标定用汞气发生器中所用的制冷制热装置为一半导体制冷装置,通过改变家在半导体制冷装置上电源的极性,可以实现对样品池的冷却或加热。

    本发明的有益效果是汞气浓度可以通过调节温度来控制,并且液态汞或汞齐和汞蒸气都密封在样品池中,不会排放产生环境污染,并可以简化现有的用于环境监测仪器标定用汞蒸气发生器结构和废气处理系统。

    附图说明

    图1为本发明装置结构示意图;

    图2?为本发明实施例1示意图;

    图3为图2之A-A剖面图;

    图4?为本发明实施例2示意图。

    具体实施方式

    一种标定用汞气发生器由图1所示,它包括压力测量计1、温度测量计2、样品池3、制冷制热装置4、液态汞或汞齐5和透明石英窗7,样品池3为一置有透明石英窗6的密封容器,液态汞5置于样品池内,样品池3下置有制冷制热装置4,对样品池3进行加热或冷却。产生标准浓度汞气的方法的具体步骤为:

    1)先将样品池3抽真空,然后加入液态汞或汞齐5,再将样品池3完全密封,处于密封样品池中的液态汞或汞齐5会部分蒸发成气态汞6,在样品池的空间形成汞蒸气;

    2)通过制冷制热装置对样品池加热或冷却,随着样品池3温度变化,样品池中的汞蒸气压随之改变,汞蒸气的压力和温度由压力测量计1和温度测量计2

    测得,根据该所测压力和温度从附表:“汞气饱和压力和温度对照表”中得到汞的饱和蒸汽压,然后根据

    ?????????????????????????(1)

    式中ρ是汞饱和蒸气浓度,M是汞的原子量,等于200.59,P是汞饱和蒸气压力,Z是压缩因子,小于或等于1,?R是气体常数,T是绝对温度值,通过制冷制热装置对样品池加热或冷却控制样品池的温度,得到不同的汞饱和蒸气浓度,为测量仪器的标定提供标准浓度汞气。

    例如:根据附表可查的汞在0℃是对应的饱和压力是1.85*10-4mmHg,相当于0.024605Pa,汞的原子量M是200.59g/mol,气体常数R=8.3145J/mol.k,T=273.16K(0℃),取Z=1,则可以得到汞蒸气的密度是2.1731mg/m3。

    在标定测量仪器时,入射测量光8经透明的石英玻璃窗入射到样品池内,被样品池中的汞蒸气吸收,透射测量光9就会衰减,其衰减大小与样品池中的汞蒸气浓度有关。这样就可以用来标定汞测量仪器。

    实施例1:

    所述标定用汞气发生器中所用的制冷制热装置为一用电流加热的装置,如图2所示,该装置为包在样品池外的电阻丝加热层10,改变加热电流,改变样品池的温度,从而改变样品池中汞的饱和蒸气压,进而改变汞气浓度,所述的电阻丝加热层外置有保温层11,如图3所示,以维持样品池温度的稳定。

    实施例2:

    ????由图4所示,由于样品池不可能完全密封,长时间使用后样品池的真空会下降,造成测得的样品池中的压力不等于汞蒸气的饱和压力,为消除真空下降的影响,在样品池3上增加了抽气管12,抽气管上装有阀门13,后面接真空泵14。在真空下降后,可以打开阀门,启动真空泵将样品池抽真空,然后关闭阀门,停止真空泵,保持样品池的真空。

    实施例3:

    ??在标定很低浓度时,因为汞的液化压力很低,相应于室温下对应的汞饱和压力的汞气浓度可能太高,此时,将图1中标定用汞气发生器中所用的制冷制热装置为一半导体制冷装置,通过改变半导体制冷装置供电的极性,可以对样品池极性冷却或加热。

    附表:汞气饱和压力和温度对照表

    汞在不同温度下的饱和蒸气压

    温度/℃蒸气压/mmHg温度/℃蒸气压/mmHg温度/℃蒸气压/mmHg-38.0 1.45×10-6 122.0 0.8198 282.0 164.39 -36.0 1.97×10-6 124.0 0.9004 284.0 172.21 -34.0 2.66×10-6 126.0 0.9882 286.0 180.34 -32.0 3.59×10-6 128.0 1.084 288.0 188.79 -30.0 4.78×10-6 130.0 1.186 290.0 197.57 -28.0 6.30×10-6 132.0 1.298 292.0 206.70 -26.0 8.28×10-6 134.0 1.419 294.0 216.17 -24.0 1.08×10-5 136.0 1.551 296.0 226.00 -22.0 1.40×10-5 138.0 1.692 298.0 236.21 -20.0 1.81×10-5 140.0 1.845 300.0 246.80 -18.0 2.32×10-5 142.0 2.010 302.0 257.78 -16.0 2.98×10-5 144.0 2.188 304.0 269.17 -14.0 3.80×10-5 146.0 2.379 306.0 280.98 -12.0 4.81×10-5 148.0 2.585 308.0 293.21 -10.0 6.06×10-5 150.0 2.807 310.0 305.89 -8.0 7.62×10-5 152.0 3.046 312.0 319.02 -6.0 9.54×10-5 154.0 3.303 314.0 332.62 -4.0 1.19×10-4 156.0 3.578 316.0 346.70 -2.0 1.49×10-4 158.0 3.873 318.0 361.26 0.0 1.85×10-4 160.0 4.189 320.0 376.33 2.0 2.28×10-4 162.0 4.528 322.0 391.92 4.0 2.76×10-4 164.0 4.890 324.0 408.04 6.0 3.35×10-4 166.0 5.277 326.0 424.71 8.0 4.06×10-4 168.0 5.689 328.0 441.94 10.0 4.90×10-4 170.0 6.128 330.0 459.74 12.0 5.88×10-4 172.0 6.596 332.0 478.13 14.0 7.06×10-4 174.0 7.095 334.0 497.12 16.0 8046×10-4 176.0 7.626 336.0 516.74 18.0 1.009×10-3 178.0 8.193 338.0 537.00 20.0 1.201×10-3 180.0 8.796 340.0 557.90 22.0 1.426×10-3 182.0 9.436 342.0 579.45 24.0 1.691×10-3 184.0 10.116 344.0 601.69 26.0 2.000×10-3 186.0 10.839 346.0 624.64 28.0 2.359×10-3 188.0 11.607 348.0 648.30 30.0 2.777×10-3 190.0 12.423 350.0 672.69 32.0 3.261×10-3 192.0 13.287 352.0 697.83 34.0 3.823×10-3 194.0 14.203 354.0 723.73 36.0 4.471×10-3 196.0 15.173 356.0 750.43 38.0 5.219×10-3 198.0 16.200 358.0 777.92 40.0 6.079×10-3 200.0 17.287 360.0 806.23 42.0 7.067×10-3 202.0 18.437 362.0 835.38 44.0 8.200×10-3 204.0 19.652 364.0 865.36 46.0 9.497×10-3 206.0 20.936 366.0 896.23 48.0 0.01098 208.0 22.292 368.0 928.02 50.0 0.01267 210.0 23.723 370.0 960.66 52.0 0.01459 212.0 25.233 372.0 994.34 54.0 0.01677 214.0 26.826 374.0 1028.9 56.0 0.01925 216.0 28.504 376.0 1064.4 58.0 0.02206 218.0 30.271 378.0 1100.9 60.0 0.02524 220.0 32.133 380.0 1138.4 62.0 0.02883 222.0 34.092 382.0 1177.0 64.0 0.03287 224.0 36.153 384.0 1216.6 66.0 0.03740 226.0 38.318 386.0 1257.3 68.0 0.04251 228.0 40.595 388.0 1299.1 70.0 0.04825 230.0 42.989 390.0 1341.9 72.0 0.05469 232.0 45.503 392.0 1386.1 74.0 0.06189 234.0 48.141 394.0 1431.3 76.0 0.06993 236.0 50.909 396.0 1477.7 78.0 0.07889 238.0 53.812 398.0 1525.2 80.0 0.08880 240.0 56.855 400.0 1574.1 82.0 0.1000 242.0 60.044 430.0 2464 84.0 0.1124 244.0 63.384 460.0 3715 86.0 0.1261 246.0 66.882 490.0 5420 88.0 0.1413 248.0 70.543 520.0 7691 90.0 0.1582 250.0 74.375 550.0 10650 92.0 0.1769 252.0 78.381 600.0 17381 94.0 0.1976 254.0 82.568 650.0 26972 96.0 0.2202 256.0 86.944 700.0 39908 98.0 0.2453 258.0 91.518 750.0 56894 100.0 0.2729 260.0 96.296 800.0 78516 102.0 0.3032 262.0 101.28 850.0 105199 104.0 0.3366 264.0 106.48 900.0(临界点) 137499 106.0 0.3731 266.0 111.91 950.0 172201 108.0 0.4132 268.0 117.57 1000.0 220780 110.0 0.4572 270.0 123.47 1050.0 272156 112.0 0.5052 272.0 129.62 1100.0 332348 114.0 0.5576 274.0 136.02 1150.0 396188 116.0 0.6150 276.0 142.69 1200.0 468768 118.0 0.6776 278.0 149.64 1250.0 548264 120.0 0.7457 280.0 156.87 1300.0 635284

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