Sf6分解气体的混气系统及混气方法
阅读说明：本技术 Sf6分解气体的混气系统及混气方法 (Gas mixing system and gas mixing method for SF6 decomposed gas ) 是由 王黎明 李腾飞 邓先钦 李悦 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种SF6分解气体的混气系统及混气方法,其中,混气系统包括包括第一气路、第二气路和混气箱,第一气路和第二气路中均设有质量流量控制器,且第一气路和第二气路的输出端均连接至混气箱的进气口,第一气路的输入端连接至装填有SF6气源的第一容器,第二气路的输入端连接至第二容器,第二气路共设有多个,且各第二气路输入端连接至不同的第二容器,混气箱包括本体、待测传感器、风扇、压力测量单元、加热单元和真空泵,混气箱的出气口连接至真空泵,待测传感器、压力测量单元、风扇和加热单元均置于本体内,本体上还设有航插,航插连接至待测传感器。与现有技术相比,本发明具有提高样品准确度等优点。(The invention relates to a gas mixing system and a gas mixing method for SF6 decomposed gas, wherein the gas mixing system comprises a first gas path, a second gas path and a gas mixing box, the first gas path and the second gas path are both provided with mass flow controllers, the output ends of the first gas path and the second gas path are both connected to the gas inlet of the gas mixing box, the input end of the first gas path is connected to a first container filled with an SF6 gas source, the input end of the second gas path is connected to a second container, the second gas path is provided with a plurality of gas mixing boxes, and each second gas circuit input end is connected to different second containers, and the gas mixing box includes the body, the sensor that awaits measuring, fan, pressure measurement unit, heating unit and vacuum pump, and the gas outlet of gas mixing box is connected to the vacuum pump, and the sensor that awaits measuring, pressure measurement unit, fan and heating unit are all arranged in this internally, still are equipped with on the body and insert by plane, and insert by plane and be connected to the sensor that awaits measuring. Compared with the prior art, the method has the advantages of improving the sample accuracy and the like.)
技术领域
本发明涉及SF6分解气体合成领域，尤其是涉及一种SF6分解气体的混气系统及混气方法。
背景技术
在电气行业，需要对于SF6分解气体进行检测，此类传感器的标定需要用到标准SF6分解起的样品气体，现有技术中SF6分解气体混气操作复杂，且混合精度低，无法对多种气体进行简单准确地混气。
虽然一些现有技术，例如中国专利CN108119749A公开了一种SF6和N2混合气体充气装置及精确充气方法，其包括并联设置的SF6充气气路和N2充气气路、通过管路与SF6充气气路和N2充气气路连接的恒温加热器、通过管路与恒温加热器出气端连接的气体混合装置、通过管路与气体混合装置出气端连接的储气缓冲罐、通过管路与储气缓冲罐出气端连接的气体组分监测及反馈控制装置以及通过管路与气体组分监测及反馈控制装置连接的增压灌充装置。但是其存在以下缺陷：
1、只支持一种混合气，无法针对多种组分进行混合得到不同组分的分解气体。
2、无法直接用于测量，需要将气体转移后才可以用于测量，转移的过程会会带来更多的不可控性，导致样品的准确性降低。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种SF6分解气体的混气系统及混气方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种SF6分解气体的混气系统，包括第一气路、第二气路和混气箱，所述第一气路和第二气路中均设有质量流量控制器，且所述第一气路和第二气路的输出端均连接至混气箱的进气口，所述第一气路的输入端连接至装填有SF6气源的第一容器，所述第二气路的输入端连接至第二容器，所述第二气路共设有多个，且各第二气路输入端连接至不同的第二容器，所述混气箱包括本体、待测传感器、风扇、压力测量单元、加热单元和真空泵，所述混气箱的出气口连接至真空泵，所述待测传感器、压力测量单元、风扇和加热单元均置于本体内，所述本体上还设有航插，所述航插连接至待测传感器。
所述第一容器的输出端设有第一减压阀，所述第二容器的输出端设有第二减压阀。
所述混气系统还包括进气干管，所述第一气路和第二气路的输出端均连接至进气干管的输入端，所述进气干管的输出端均连接至混气箱的进气口，且所述进气干管上设有干管电磁阀。
所述第一气路上设有第一电磁阀，所述第二气路上设有第二电磁阀。
所述第一电磁阀和第二电磁阀均位于对应气路的质量流量控制器的输出端一侧。
所述加热单元包括绝缘加热板和检测温度的热电偶。
所述压力测量单元为压力计。
所述真空泵和混气箱的出气口之间设有出气阀门。
所述第二气路均设有三个。
一种如上述的混气系统的混气方法，包括：
步骤S1：关闭干管电磁阀，使用真空泵将混气箱抽真空后，关闭真空泵与出气阀门，静置30min，观察压力测量单元示数是否变化，如果没有变化，则执行步骤S2；
步骤S2：打开第一电磁阀，使SF6气体填满整个混气箱后，打开出气阀门，通气一分钟后关闭第一电磁阀和干管电磁阀，以及出气阀门；
步骤S3：打开真空泵和出气阀门，将混气箱内的SF6气体抽尽后，关闭真空泵和出气阀门；
步骤S4：打开风扇和绝缘加热板控制气体的温度，打开质量流量控制器，调节流速比，然后同时打开第一电磁阀、干路电磁阀和对应第二电磁阀，此时气体由不同的流速流入混气箱，混气箱内压强上升，待回复到一个大气压时同时关闭第一电磁阀、干路电磁阀和对应第二电磁阀。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)可以方便地进行多种类气体的准确混气，可配不同浓度的单种气体或多种混合气体，并且混气箱可直接作为测试箱，大大提高了样品的准确度。
2)配置了第一电磁阀和第二电磁阀，提高了配比的灵活度。
3)充气至一个标准大气压，可以提高样品的准确性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、第一气路，2、第一容器，3、第一管路，4、第一减压阀，5、质量流量控制器，6、第一电磁阀，7、第二气路，8、第二容器，9、第二管路。10、第二减压阀，11、质量流量控制器，12、第二电磁阀，13、混气箱，14、本体，15、干路电磁阀，16、真空泵，17、风扇，18、压力计，19、绝缘加热板，20、热电偶，21、航插，22、出气阀门。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在一个实施例中，如图1所示，一种SF6分解气体的混气系统包括，
第一气路1，其包括，
第一容器2，其容纳SF6气体，其具有连接第一管路3的第一出气口，
第一减压阀4，其连接第一管路3且位于第一出气口后方，
质量流量控制器5，其连接第一管路3且位于第一减压阀4后方，
第一电磁阀6，其连接第一管路3且位于质量流量控制器5后方；
至少一个第二气路7，第二气路7包括，
第二容器8，其容纳不同于SF6气体的第二气体，其具有连接第二管路9的第二出气口，
第二减压阀10，其连接第二管路9且位于第二出气口后方，
质量流量控制器11，其连接第二管路9且位于第二减压阀后方，
第二电磁阀12，其连接第二管路9且位于质量流量控制器11后方；
混气箱13，其包括，
本体14，其为封闭结构，
进气口15，其设在本体14其连通第一气路1和至少一个第二气路7，
出气口，其设在本体14，
真空泵16，其连接出气口，
风扇17，其设在本体14内的底部，
加热单元，其设于本体14以加热本体14中的混合气体以及生成温度数据，
压力测量单元，其设于本体14以测量本体14中的混合气体以及生成压力数据。
一种SF6分解气体的混气系统的优选实施例中，第二气体包括二氧化硫、硫化氢和一氧化碳。
一种SF6分解气体的混气系统的优选实施例中，质量流量控制器5的每分钟的流量为质量流量控制器11至少10倍，质量流量控制器5和/或质量流量控制器11的精度为ppm级别。
一种SF6分解气体的混气系统的优选实施例中，质量流量控制器5的流量为5L/mim，质量流量控制器11的流量至少为5ml/min。
一种SF6分解气体的混气系统的优选实施例中，混气系统还包括控制单元，其连接且控制质量流量控制器5和质量流量控制器11的流速比。
一种SF6分解气体的混气系统的优选实施例中，控制单元还连接加热单元和压力测量单元，响应于温度数据和压力数据，控制单元启动和关闭混气箱13。
一种SF6分解气体的混气系统的优选实施例中，控制器还连接第一电磁阀6和第二电磁阀12，响应于温度数据和压力数据，控制单元连通或关闭第一气路1和第二气路7。
一种SF6分解气体的混气系统的优选实施例中，控制器还连接风扇17，控制单元基于温度数据和压力数据调节风扇17的转速。
一种SF6分解气体的混气系统的优选实施例中，压力测量单元包括压力计18。
一种SF6分解气体的混气系统的优选实施例中，加热单元包括绝缘加热板19和检测温度的热电偶20。
在一个实施例中，SF6分解气体的混气系统可配不同浓度的单种气体或多种混合气体，该系统以SF6为背景气体，配置SO2、H2S、CO三种气体。即可利用质量流量控制器5和对应质量流量控制器11配置ppm级别的浓度气体。不需要计算混气箱13的体积和通入混气箱13目标气体的体积，实际中选用质量流量控制器的量程不一样，可配气体的浓度范围则不一样。
在一个实施例中，第一减压阀4和第二减压阀10中，气瓶气体压强过大，必须通过减压阀来降低气体压强，提供低气压气体供混气所用。
在一个实施例中，质量流量控制器5和质量流量控制器11中，控制气体流速，在同时开通和关闭质量流量控制器时，流速之比即为气体浓度之比，从而实现浓度的配置
在一个实施例中，第一电磁阀6和第二电磁阀12：由于此配气系统控制气路同时通和关需要反应速度快，所以选用电磁阀来代替常规的阀门。
在一个实施例中，压力计18监测混气箱13的压强，由于配气过程中需要对混气箱13进行洗气与抽真空，所以需要知道实际的压强，当气压恢复到一个大气压时，作为停止充气的条件。
在一个实施例中，热电偶20监测混气箱13内气体的温度，提供温度监测。
在一个实施例中，绝缘加热用于加热混气箱13内气体的温度，提供温度可控的气体。
在一个实施例中，混合气体风扇17中，考虑到气体分子质量分数不一样，在静置时会产生分层的现象，通过风扇17让气体重复混合，保障气体浓度的准确性。
在一个实施例中，航空插头通过插头起到电路的流通与混气箱13的密封，通过航空插头，给混合气体风扇17和绝缘加热板19供电。
在一个实施例中，真空泵16用于检测混气箱13的气密性和配气时提前将混气箱13抽真空。
在一个实施例中，魂器系统的操作流程为：
第一步：气密性检测
关闭进气阀门，使用真空泵16将混气箱13抽真空，可通过压力计18来显示混气箱13内的压强，待压力计18显示为一个负大气压时，关闭真空泵16与出气阀门，静置30min，观察压力计18示数是否变化，如果没有变化，则混气箱13密封性良好。
第二步：背景气体SF6冲洗混气箱13
打开SF6气路，使SF6填满整个混气箱13后打开出气阀门，通气一分钟后关闭SF6气路上的所有阀门，以及真空泵16的进气阀门和出气阀门。
第三步：开始配气
1.抽真空：打开真空泵16，关闭进气阀门，将气死内的SF6背景气体抽尽
2.打开混合气体风扇17以及绝缘加热板19控制气体的温度
3.开始配气：打开气体质量流量控制器，调节流速，控制流速比是以想要配比的气体浓度为依据，然后同时开通电磁阀，此时气体由不同的流速流入混气箱13，气体内压强上升，待回复到一个大气压，即压力计18的示数为零时同时关闭不同气路上的电磁阀，此时气体流速之比即为气体浓度之比。单一气体浓度配比如下表，多种气体浓度配置操作流程和原理相同。
最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
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