CN112473345B - 一种气体发生*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气体发生***，包括：原料气体产生设备，用于将空气进行处理获取原料气体；目标气体产生设备，与原料气体产生设备连接，用于以原料气体为原料产生第一气体并输出；控制设备，与目标气体产生设备连接，用于检测并控制目标气体产生设备产生的第一气体的浓度。本发明的气体发生***，产生标准臭氧气体，对臭氧检测仪进行检定。

Description

一种气体发生***
技术领域
本发明涉及臭氧分析仪检定技术领域，特别涉及一种气体发生***。
背景技术
目前，测定臭氧的标准方法主要有《环境空气臭氧的测定靛蓝二磺酸钠分光光度法》(HJ504-2009)和《环境空气臭氧的测定紫外光度法》(HJ590-2010)两种手工分析方法，自动监测方法主要有紫外荧光法和差分吸收光谱分析法；依据上述测定分析方法制作了臭氧分析仪对臭氧浓度进行测定，针对臭氧，国际环境空气质量标准(NationalAmbientAirQual ityStandards，NAAQS)提出，人在一个小时内可接受臭氧的极限浓度是260μg/m3。在320μg/m3臭氧环境中活动1h就会引起咳嗽、呼吸困难及肺功能下降。臭氧还能参与生物体中的不饱和脂肪酸、氨基及其他蛋白质反应，使长时间直接接触高浓度臭氧的人出现疲乏、咳嗽、胸闷胸痛、皮肤起皱、恶心头痛、脉搏加速、记忆力衰退、视力下降等症状。在应用时，臭氧分析仪的检测的准确直接关系着空气中臭氧含量的准确，因此保证臭氧分析仪的准确尤为重要。
发明内容
本发明目的之一在于提供了一种气体发生***，产生标准臭氧气体，对臭氧检测仪进行检定。
本发明实施例提供的一种气体发生***，包括：
原料气体产生设备，用于将空气进行处理获取原料气体；
目标气体产生设备，与原料气体产生设备连接，用于以原料气体为原料产生第一气体并输出；
控制设备，与目标气体产生设备连接，用于检测并控制目标气体产生设备产生的第一气体的浓度。
优选的，原料气体产生设备包括：空气压缩机和净化器；
空气压缩机与净化器连接，净化器与目标气体产生设备连接；
净化器为臭氧净化装置。
优选的，控制设备为PC电脑。
优选的，目标气体产生设备包括：
壳体，在壳体上设置有进气口、输出口、出气口、第一排气口和第二排气口；第一排气口与进气口之间连接有第二减压阀；
臭氧发生器，设置在壳体内，通过第一减压阀与进气口连接；
检测控制模块，设置在壳体内，通过气泵与出气口连接；检测控制模块还与第一排气口连接；检测控制模块与臭氧发生器电连接；
歧管，设置在壳体内，歧管包括一个第一进气端和三个第一出气端，第一进气端与臭氧发生器连接，三个第一出气端分别与输出口、第二排气口和检测控制模块连接；
检测控制模块与控制设备通讯连接。
优选的，气体发生***，还包括：
第一浮子流量计，与第一排气口连接，用于检测原料气体产生设备接入进气口的流量；
第二浮子流量计，与第二排气口连接，用于检测输出口的输出流量。
优选的，目标气体产生设备还包括：
缓存装置，设置在壳体内，臭氧发生器通过缓存装置与歧管的一进气端连接，
缓存装置包括：本体，本体上设置有第二进气端、第三进气端和第二出气端；第二出气端与第一进气端连接；第二进气端与臭氧发生器连接，第三进气端与原料气体产生设备连接；第二进气端位于本体内部的末端与第三进气端位于本体内部的末端相对设置。
优选的，缓存装置还包括：
缓存机构，设置在缓存腔内；缓存机构一侧与两个第二进气端位于本体内部的末端连通；
气体暂存腔，与缓存机构的远离第二进气端的一侧连通；气体暂存腔还与第二出气端连通；
缓存机构包括：
转轴，转动设置在缓存腔内；转轴与缓存腔大小相适应，转轴外周设置多个容纳凹槽；
多个气体推送单元，一一对应设置在多个容纳凹槽内；
气体推送单元包括：
推板，推板表面设置为弧形，且弧形所在的圆的直径与转轴的直径相同；推板大小与容纳凹槽大小相适应；
底座，设置在推板与容纳凹槽之间并与推板固定连接；
两个平行的闭合导轨，设置在缓存腔侧壁；
导柱体，贯穿底座设置并与底座转动连接；导柱体两端分别设置在两个闭合导轨内；导柱体在闭合导轨内滑动；
弹簧，设置在底座与容纳凹槽的槽底之间，一端与底座固定连接，另一端与槽底固定连接；
闭合导轨包括：依次连接形成闭合的第一半圆部分、平行部分和第二半圆部分；第一半圆部分的圆心与转轴的圆心重合。
优选的，目标气体产生设备还包括：
第一电控阀门，设置在第一减压阀与臭氧发生器之间，用于控制原料气体进入臭氧发生器的通断；
第一流量传感器，设置在第一电控阀门与臭氧发生器之间，用于检测进入臭氧发生器的原料气体的第一流量；
第二电控阀门，设置在臭氧发生器与缓存装置的第二进气端之间，用于控制臭氧发生器产生的第一气体进入缓存装置的通断；
第二流量传感器，设置在臭氧发生器与缓存装置的第二进气端之间，用于检测进入缓存装置的第一气体的第二流量；
第三电控阀门，设置在臭氧发生器与歧管之间，用于控制臭氧发生器与歧管之间的管路的通断；
第四电控阀门，设置在歧管与输出口之间，用于控制目标气体产生设备输出第一气体的通断；
第三流量传感器，设置在歧管与输出口之间，用于检测目标气体产生设备输出第一气体的第三流量；
第五电控阀门，设置在歧管与检测控制模块之间，用于控制歧管输入检测控制模块的第一气体的通断；
第六电控阀门，设置在臭氧发生器与检测控制模块之间，用于控制臭氧发生器输入检测控制模块的第一气体的通断；
第七电控阀门，设置在进气口与缓存装置的第三进气端之间，用于控制原料气体进入缓存装置的通断；
第四流量传感器，设置在进气口与缓存装置的第三进气端之间，用于检测原料气体进入缓存装置的第四流量；
检测控制模块包括：第一检测机构，用于检测歧管输出的第一气体内的臭氧的第一浓度；第二检测机构，用于检测臭氧发生器的第一气体内的臭氧的第二浓度；
控制器，分别与第一检测机构、第二检测机构、第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门、第四电控阀门、第五电控阀门、第六电控阀门、第一流量传感器、第二流量传感器和第三流量传感器连接；
控制器执行如下操作：
开机时，控制臭氧发生器开启进行预热；当臭氧发生器预热完成后控制第一电控打开至第一预设开度、控制第二电控阀门关闭、控制第三电控阀门打开、控制第五电控阀门打开、控制第六电控阀门关闭、控制第七电控阀门关闭；使原料气体进入臭氧发生器反应生成第一气体；
通过第一检测机构检测第一浓度；
获取控制设备发送的第一目的浓度；
比较第一浓度与第一目的浓度；当第一浓度等于第一目的浓度相同时，不作任何动作；
当第一浓度小于第一目标浓度时，提高臭氧发生器的功率；
当第一浓度大于第一目标浓度时，降低臭氧发生器的功率；在降低臭氧发生器的功率的同时控制第三电控阀门关闭、控制第二电控阀门打开、控制第七电控阀门打开；基于第二浓度、第一目标浓度、第二流量和第四流量控制第二电控阀门和第七电控阀门的开度，使第一浓度达到第一目标浓度；随着臭氧发生器的功率的降低，逐渐关闭第七电控阀门；当第七电控阀门关闭时，控制第二电控阀门关闭同时打开第三电控阀门。
优选的，基于第二浓度、第一目标浓度、第二流量和第四流量控制第二电控阀门和第七电控阀门的开度，包括：
通过第二检测机构检测第二浓度，获取当前检测的第二浓度的第一测量值，当第一测量值与上一时刻的测量值的差值超出预设的阈值，和/或，基于历史检测的第二浓度的测量值对当前的测量值的有效性进行验证，验证未通过时；对第一测量值进行修正；修正公式如下：
Figure GDA0003132577730000051
其中，Ot为当前的第一测量值即t时刻的第一测量值；Ot-1为上一时刻的测量值即t-1时刻的测量值；Ot-i为前i时刻的测量值即t-i时刻的测量值；Ot-i-1为前i+1时刻的测量值即t-i-1时刻的测量值；n为预设的提取的历史数据的个数；α、β为预设的修正权重；
基于历史检测的第二浓度的测量值对当前的测量值的有效性进行验证，包括：
提取M+1次历史检测的第二浓度的测量值做成M+1个验证集合；M+1个验证集合分别提取N、N+1、…、N+M个历史检测的测量值；
分别计算每个验证集合中的测量值的平均值；根据平均值与第一测量值，计算第一测量值的稳定值，计算公式如下：
Figure GDA0003132577730000061
其中，μ为稳定值，XN+j第N+j个验证集合中的测量值的平均值；当μ小于等于预设的稳定阈值时，验证通过；否则，不通过；
将通过验证或修正后的第二浓度代入下式，确定第二流量的目标值：
Figure GDA0003132577730000062
其中，Q2为第二流量的目标值；Q总为预设的气体总量；P1为第一浓度；P2为通过验证或修正后的第二浓度；
根据预设的气体总量和第二流量的目标值确定第四流量的目标值；
当第二流量和第二流量的目标值相等时，控制第二电控阀门的开度保持不变；当第二流量大于第二流量的目标值时，控制第二电控阀门的开度降低；当第二流量小于第二流量的目标值时，控制第二电控阀门的开度增大；
当第四流量和第四流量的目标值相等时，控制第七电控阀门的开度保持不变；当第四流量大于第四流量的目标值时，控制第七电控阀门的开度降低；当第四流量小于第四流量的目标值时，控制第七电控阀门的开度增大。
优选的，目标气体产生设备还包括：
冷却机构，用于对臭氧发生器产生的第一气体进行冷却；
冷却机构包括：
冷却管路，螺旋设置在臭氧发生器与歧管连接的管路上和/或歧管与检测控制模块连接的管路上和/或歧管与输出口连接的管路上。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种气体发生***的示意图；
图2为本发明实施例中一种目标气体产生设备的前面板示意图；
图3为本发明实施例中一种目标气体产生设备的背面板示意图；
图4为本发明实施例中一种目标气体产生设备的内部部件连接示意图；
图5为本发明实施例中一种缓存装置的示意图；
图6为本发明实施例中一种缓存机构的示意图；
图7为本发明实施例中一种底座的截面的示意图；
图8为本发明实施例中一种闭合导轨的组合示意图；
图9为本发明实施例中一种闭合导轨的分解示意图；
图10为本发明实施例中一种目标气体产生设备的控制示意图。
图中：
1、原料气体产生设备；2、目标气体产生设备；3、控制设备；11、本体；12、第二进气端；13、第三进气端；14、气体暂存腔；15、第二出气端；16、缓存机构；21、容纳凹槽；22、推板；23、转轴；24、底座；25、导柱体；26、闭合导轨；27、弹簧；28、缓存腔；30、控制器；31、第一电控阀门；32、第二电控阀门；33、第三电控阀门；34、第四电控阀门；35、第五电控阀门；36、第六电控阀门；37、第七电控阀门；41、第一流量传感器；42、第二流量传感器；43、第三流量传感器；44、第四流量传感器；51、第一检测机构；52、第二检测机构；61、壳体；62、输出口；63、第二排气口；64、第二浮子流量计；4、空气压缩机；5、净化器；65、进气口；66、第一排气口；67、第一浮子流量计；68、出气口；69、第一减压阀；70、第二减压阀；71、歧管；72、臭氧发生器；73、检测控制模块；74、气泵；26-1、第一半圆部分；26-2、平行部分；26-3、第二半圆部分。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种气体发生***，如图1所示，包括：
原料气体产生设备1，用于将空气进行处理获取原料气体；
目标气体产生设备2，与原料气体产生设备1连接，用于以原料气体为原料产生第一气体并输出；
控制设备3，与目标气体产生设备2连接，用于检测并控制目标气体产生设备2产生的第一气体的浓度。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
本发明的气体发生***是产生标准气体，故在产生标准气体的原料气体需要进行严格的把控，这样作为标准气体才更能做到标准的作用；一般的采用空气经过原料气体产生设备1的处理后获得原料气体；以臭氧分析仪的检定来说，使用空气经过臭氧净化装置后的气体才能作为原料气体，也被称为零空气，即含有臭氧含量为零的空气。空气中含氧量只用21％，以空气制成的原料气体产生的第一气体中的含量可以满足ppb级的氧气分析仪的检定；也可以采用纯氧气体来经过臭氧净化装置后产生原料气体，生成第一气体，此时第一气体中的臭氧含量较使用空气产生的第一气体的臭氧含量要高，可以应用更广泛；当时采用纯氧制作的第一气体在使用时，工作空间的排气***要工作完好，防止臭氧浓度过高对人体的伤害。控制设备3为工作人员使用，用来操作和控制目标气体产生设备2的工作，调控目标气体产生设备2生产的第一气体中的臭氧浓度，实现标准气体的臭氧浓度可调。
本发明的气体发生***，采用控制设备3控制目标气体产生设备2产生臭氧浓度不同的标准臭氧气体，对臭氧检测仪进行多点检定，保证臭氧分析仪检测臭氧浓度的准确。
在一个实施例中，原料气体产生设备1包括：空气压缩机4和净化器5；
空气压缩机4与净化器5连接，净化器5与目标气体产生设备2连接；
净化器5为臭氧净化装置。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
空气压缩机4对空气或氧气进行压缩，为气体在***内的输送提供动力；臭氧净化器5对空气或氧气进行净化处理，去除臭氧残留，获取零空气。此外，还可以对空气或氧气进行除湿操作等。
在一个实施例中，控制设备3为PC电脑。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
用户可以通过PC电脑，对目标气体产生设备2的参数进行设定、调试；并控制目标气体产生设备2产生的臭氧浓度；并且可以对目标气体产生设备2产生的第一气体的臭氧浓度进行实时监测并存储实时监测数据。
在一个实施例中，如图2至图4所示，目标气体产生设备2包括：
壳体61，在壳体61上设置有进气口65、输出口62、出气口68、第一排气口66和第二排气口63；第一排气口66与进气口65之间连接有第二减压阀70；
臭氧发生器72，设置在壳体61内，通过第一减压阀69与进气口65连接；
检测控制模块73，设置在壳体61内，通过气泵74与出气口68连接；检测控制模块73还与第一排气口66连接；检测控制模块73与臭氧发生器72电连接；
歧管71，设置在壳体61内，歧管71包括一个第一进气端和三个第一出气端，第一进气端与臭氧发生器72连接，三个第一出气端分别与输出口62、第二排气口63和检测控制模块73连接；
检测控制模块73与控制设备3通讯连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
壳体61上的进气口65为零空气入口，接入原料气体产生设备1产生的原料气体，连接有臭氧净化装置的空气压缩机4，流量要≥8L/min；输出口62输出第一气体到检定的臭氧分析仪，需要控制输出口62的流速，第一排气口66为排出多余零空气或检测内部管路是否堵塞使用；第一排气口66与臭氧发生器72共同分担进气口65的零空气流量，实现臭氧发生器72的流量可调；此外，根据臭氧分析仪检定规则，对臭氧分析仪的零点进行标定时，需要采用与检定使用的设备的零空气同一气源的零空气，从第一排气口66输出的零空气可以满足对被检定的臭氧分析仪的零点标定的使用要求；在使用时前面板的“臭氧输出”接口【输出口62】用ф6聚四氟乙烯管链接到被校准的仪器的入口，同时打开“排气口”的堵头；如果被检测仪器没有采样泵吸入样品气时，应封住排气口，将“臭氧输出”气体输出到开放的容器中，并经过被校准的仪器的探头；检测控制模块73包括：臭氧标准参考光度计，基于臭氧对特定波长253.7nm的紫外线具有显著吸收的原理，采用紫外双光程检测技术，可作为臭氧监测的计量基准器具。
本实施例中，第一气体的产生路径为：原料气体经由进气口65进入到臭氧发生器72，臭氧发生器72中的臭氧灯通电后形成高压电场放电使空气中氧电离成负离子—臭氧，在经由歧管71分别输入到检测控制模块73、输出口62及第二排气口63输出；检测控制模块73对臭氧发生器72输出的第一气体进行臭氧浓度检测，当臭氧浓度达不到要求时，控制臭氧发生器72的功率、进入臭氧发生器72的原料气体的流量等方法调整输出的第一气体中的臭氧浓度。出气口68与检测控制***连接，在中间连接有气泵74，气泵74为气路中的气体循环提供动力，从出气口68排出检测控制***检测臭氧浓度的第一气体。出于保护臭氧发生器72考虑在臭氧发生器72前端接入第一减压阀69用于平衡和稳定进气口65的原料气体压力；第二排气口63为分担用于检定的输出口62输出的气流量，保护检定的臭氧分析仪。
在一个实施例中，气体发生***，还包括：
第一浮子流量计67，与第一排气口66连接，用于检测原料气体产生设备1接入进气口65的流量；
第二浮子流量计64，与第二排气口63连接，用于检测输出口62的输出流量。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
检查前面板上流量计的读数，看是否稳定在1.0L/min左右，若不相同，需要检查内部气路是否有堵塞；检查压缩机接入的零空气是否有足够的流量，检查方法是在后面板的排气口连接一支浮子流量计，流量指示应>200mL。否则需要调节空气压缩机4压力；检查臭氧输出流量是否有足够的流量，检查方法是在前面板的排气口连接一支浮子流量计，流量指示>200mL即可，否则需要调节空气压缩机4压力或调整机箱内的稳压阀。其中，前面板的流量计为检测输出口62的流量计，在检定时要求被检定的臭氧分析仪吸入的量<1L。
在一个实施例中，如图5至图9所示，目标气体产生设备2还包括：
缓存装置，设置在壳体61内，臭氧发生器72通过缓存装置与歧管71的一进气端连接，
缓存装置包括：本体11，本体11上设置有第二进气端12、第三进气端13和第二出气端15；第二出气端15与第一进气端连接；第二进气端12与臭氧发生器72连接，第三进气端13与原料气体产生设备1连接；第二进气端12位于本体11内部的末端与第三进气端13位于本体11内部的末端相对设置。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
在检定时需要进行多点检定，例如检定点选取为五个，分别为零点、50ppb、100ppb、150ppb、200ppb；当目标气体产生设备2从100ppb往50ppb调整时，只是通过调整臭氧发生器72的功率及输入气流，调整太过缓慢，直接通过缓存装置将高浓度的第一气体与零空气进行配比，实现快速输出，降低***的响应时间；提高检定的工作效率。在进行配比时，缓存装置中第二进气端12和第三进气端13为相对设置，实现了高浓度的第一气体与零空气进行对冲，提高混合效率。
在一个实施例中，缓存装置还包括：
缓存机构16，设置在缓存腔28内；缓存机构16一侧与两个第二进气端12位于本体11内部的末端连通；
气体暂存腔14，与缓存机构16的远离第二进气端12的一侧连通；气体暂存腔14还与第二出气端15连通；
缓存机构16包括：
转轴23，转动设置在缓存腔28内；转轴23与缓存腔28大小相适应，转轴23外周设置多个容纳凹槽21；
多个气体推送单元，一一对应设置在多个容纳凹槽21内；
气体推送单元包括：
推板22，推板22表面设置为弧形，且弧形所在的圆的直径与转轴23的直径相同；推板22大小与容纳凹槽21大小相适应；
底座24，设置在推板22与容纳凹槽21之间并与推板22固定连接；
两个平行的闭合导轨26，设置在缓存腔28侧壁；
导柱体25，贯穿底座24设置并与底座24转动连接；导柱体25两端分别设置在两个闭合导轨26内；导柱体25在闭合导轨26内滑动；
弹簧27，设置在底座24与容纳凹槽21的槽底之间，一端与底座24固定连接，另一端与槽底固定连接；
闭合导轨26包括：依次连接形成闭合的第一半圆部分26-1、平行部分26-2和第二半圆部分26-3；第一半圆部分26-1的圆心与转轴23的圆心重合。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
各个容纳凹槽21相互独立形成独立密闭空间，在转轴23转动时第二出气端15与第三出气端分别向独立密闭空间中进行配比，因为，在目标气体产生设备2从100ppb往50ppb调整时，通过调整臭氧发生器72的功率及输入气流，其用来配比的高浓度的第一气体中的浓度是逐渐降低并且趋近于目标浓度的，故需要进行分段配比，每段的用来配比的添加的零空气的体积都不相同；所以本实施例中的转轴23的容纳凹槽21为配比提供了独立密闭空间作为配比使用；在容纳凹槽21随着转轴23转动到气体暂存腔14一侧时，推板22在弹簧27推动下移动至容纳凹槽21的开口处，将容纳凹槽21内的配比气完全输送至气体暂存腔14内，使容纳凹槽21内气体完全排空，不影响容纳凹槽21内下次配比的准确性；在容纳凹槽21随着转轴23转动从气体暂存腔14移动至第二出气端15与第三出气端侧时，导柱体25在闭合导轨26内滑动，将推板22往后移动；实现将容纳凹槽21中的空间空出用来配比；配比完成后，在容纳凹槽21随着转轴23转动从第二出气端15与第三出气端侧移动至气体暂存腔14侧时，推板22在容纳凹槽21内的位置相对不变，保证配比后的气体的体积等参数不变，不会对配比气产生不利影响。
在一个实施例中，如图10所示，目标气体产生设备2还包括：
第一电控阀门31，设置在第一减压阀69与臭氧发生器72之间，用于控制原料气体进入臭氧发生器72的通断；
第一流量传感器41，设置在第一电控阀门31与臭氧发生器72之间，用于检测进入臭氧发生器72的原料气体的第一流量；
第二电控阀门32，设置在臭氧发生器72与缓存装置的第二进气端12之间，用于控制臭氧发生器72产生的第一气体进入缓存装置的通断；
第二流量传感器42，设置在臭氧发生器72与缓存装置的第二进气端12之间，用于检测进入缓存装置的第一气体的第二流量；
第三电控阀门33，设置在臭氧发生器72与歧管71之间，用于控制臭氧发生器72与歧管71之间的管路的通断；
第四电控阀门34，设置在歧管71与输出口62之间，用于控制目标气体产生设备2输出第一气体的通断；
第三流量传感器43，设置在歧管71与输出口62之间，用于检测目标气体产生设备2输出第一气体的第三流量；
第五电控阀门35，设置在歧管71与检测控制模块73之间，用于控制歧管71输入检测控制模块73的第一气体的通断；
第六电控阀门36，设置在臭氧发生器72与检测控制模块73之间，用于控制臭氧发生器72输入检测控制模块73的第一气体的通断；
第七电控阀门37，设置在进气口65与缓存装置的第三进气端13之间，用于控制原料气体进入缓存装置的通断；
第四流量传感器44，设置在进气口65与缓存装置的第三进气端13之间，用于检测原料气体进入缓存装置的第四流量；
检测控制模块73包括：第一检测机构51，用于检测歧管71输出的第一气体内的臭氧的第一浓度；第二检测机构52，用于检测臭氧发生器72的第一气体内的臭氧的第二浓度；
控制器30，分别与第一检测机构51、第二检测机构52、第一电控阀门31、第二电控阀门32、第三电控阀门33、第四电控阀门34、第五电控阀门35、第六电控阀门36、第一流量传感器41、第二流量传感器42和第三流量传感器43连接；
控制器30执行如下操作：
开机时，控制臭氧发生器72开启进行预热；当臭氧发生器72预热完成后控制第一电控打开至第一预设开度、控制第二电控阀门32关闭、控制第三电控阀门33打开、控制第五电控阀门35打开、控制第六电控阀门36关闭、控制第七电控阀门37关闭；使原料气体进入臭氧发生器72反应生成第一气体；
通过第一检测机构51检测第一浓度；
获取控制设备3发送的第一目的浓度；
比较第一浓度与第一目的浓度；当第一浓度等于第一目的浓度相同时，不作任何动作；
当第一浓度小于第一目标浓度时，提高臭氧发生器72的功率；
当第一浓度大于第一目标浓度时，降低臭氧发生器72的功率；在降低臭氧发生器72的功率的同时控制第三电控阀门33关闭、控制第二电控阀门32打开、控制第七电控阀门37打开；基于第二浓度、第一目标浓度、第二流量和第四流量控制第二电控阀门32和第七电控阀门37的开度，使第一浓度达到第一目标浓度；随着臭氧发生器72的功率的降低，逐渐关闭第七电控阀门37；当第七电控阀门37关闭时，控制第二电控阀门32关闭同时打开第三电控阀门33。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
检测控制模块73的控制器30，通过第一检测机构51、第二检测机构52、第一电控阀门31、第二电控阀门32、第三电控阀门33、第四电控阀门34、第五电控阀门35、第六电控阀门36、第一流量传感器41、第二流量传感器42和第三流量传感器43，对目标气体产生设备2实现全面自动控制，提高了目标气体产生设备2的操作的自动化；此外，第一检测机构51和第二检测机构52对第一浓度和第二浓度进行检测，为检定时标准气体的浓度转换的配比环境提供检测数据基础，保证配比的正确进行。
在一个实施例中，基于第二浓度、第一目标浓度、第二流量和第四流量控制第二电控阀门32和第七电控阀门37的开度，包括：
通过第二检测机构52检测第二浓度，获取当前检测的第二浓度的第一测量值，当第一测量值与上一时刻的测量值的差值超出预设的阈值，和/或，基于历史检测的第二浓度的测量值对当前的测量值的有效性进行验证，验证未通过时；对第一测量值进行修正；修正公式如下：
Figure GDA0003132577730000151
其中，Ot为当前的第一测量值即t时刻的第一测量值；Ot-1为上一时刻的测量值即t-1时刻的测量值；Ot-i为前i时刻的测量值即t-i时刻的测量值；Ot-i-1为前i+1时刻的测量值即t-i-1时刻的测量值；n为预设的提取的历史数据的个数；α、β为预设的修正权重；
基于历史检测的第二浓度的测量值对当前的测量值的有效性进行验证，包括：
提取M+1次历史检测的第二浓度的测量值做成M+1个验证集合；M+1个验证集合分别提取N、N+1、…、N+M个历史检测的测量值；
分别计算每个验证集合中的测量值的平均值；根据平均值与第一测量值，计算第一测量值的稳定值，计算公式如下：
Figure GDA0003132577730000161
其中，μ为稳定值，XN+j第N+j个验证集合中的测量值的平均值；当μ小于等于预设的稳定阈值时，验证通过；否则，不通过；
将通过验证或修正后的第二浓度代入下式，确定第二流量的目标值：
Figure GDA0003132577730000162
其中，Q2为第二流量的目标值；Q总为预设的气体总量；P1为第一浓度；P2为通过验证或修正后的第二浓度；
根据预设的气体总量和第二流量的目标值确定第四流量的目标值；
当第二流量和第二流量的目标值相等时，控制第二电控阀门32的开度保持不变；当第二流量大于第二流量的目标值时，控制第二电控阀门32的开度降低；当第二流量小于第二流量的目标值时，控制第二电控阀门32的开度增大；
当第四流量和第四流量的目标值相等时，控制第七电控阀门37的开度保持不变；当第四流量大于第四流量的目标值时，控制第七电控阀门37的开度降低；当第四流量小于第四流量的目标值时，控制第七电控阀门37的开度增大。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
第二浓度和第一浓度检测的准确性直接关系着配比及检定的准确性；因此在持续的检测中需要对当前检测的数值的有效性进行验证以及与上一时刻的测量值的差值进行判断，当验证未通过或超出预设阈值时，需要对当前测量值进行修正；修正主要以上一时刻的测量值为标准，基于历史检测数据的趋势及数值对当前时刻的测量值进行预测。然后基于第一浓度和第二浓度计算配比的两种气体的体积，根据体积与当前流量传感器的数值确定第二电控阀门32和第七电控阀门37的调整；从而实现配比的合理有效；其中可以结合容纳凹槽21的体积将配比进行分段，容纳凹槽21的体积就为预设的气体总量；实现分段精准配比。
在一个实施例中，目标气体产生设备2还包括：
冷却机构，用于对臭氧发生器72产生的第一气体进行冷却；
冷却机构包括：
冷却管路，螺旋设置在臭氧发生器72与歧管71连接的管路上和/或歧管71与检测控制模块73连接的管路上和/或歧管71与输出口62连接的管路上。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
臭氧在产生时就开始慢慢分解，温度越高分解越快；故当臭氧发生器72产生臭氧后需要对产生的气体进行降温冷却处理，从而延缓分解；提高检定的准确率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种气体发生***，其特征在于，包括：
原料气体产生设备(1)，用于将空气进行处理获取原料气体；
目标气体产生设备(2)，与所述原料气体产生设备(1)连接，用于以所述原料气体为原料产生第一气体并输出；
控制设备(3)，与所述目标气体产生设备(2)连接，用于检测并控制所述目标气体产生设备(2)产生的所述第一气体的浓度；
所述目标气体产生设备(2)包括：
壳体(61)，在壳体(61)上设置有进气口(65)、输出口(62)、出气口(68)、第一排气口(66)和第二排气口(63)；所述第一排气口(66)与所述进气口(65)之间连接有第二减压阀(70)；
臭氧发生器(72)，设置在所述壳体(61)内，通过第一减压阀(69)与所述进气口(65)连接；
检测控制模块(73)，设置在所述壳体(61)内，通过气泵(74)与所述出气口(68)连接；所述检测控制模块(73)还与所述第一排气口(66)连接；所述检测控制模块(73)与所述臭氧发生器(72)电连接；
歧管(71)，设置在所述壳体(61)内，所述歧管(71)包括一个第一进气端和三个第一出气端，所述第一进气端与所述臭氧发生器(72)连接，三个所述第一出气端分别与所述输出口(62)、所述第二排气口(63)和所述检测控制模块(73)连接；
所述检测控制模块(73)与所述控制设备(3)通讯连接；
所述目标气体产生设备(2)还包括：
缓存装置，设置在所述壳体(61)内，所述臭氧发生器(72)通过所述缓存装置与所述歧管(71)的所述一进气端连接，
所述缓存装置包括：本体(11)，所述本体(11)上设置有第二进气端(12)、第三进气端(13)和第二出气端(15)；所述第二出气端(15)与所述第一进气端连接；所述第二进气端(12)与所述臭氧发生器(72)连接，所述第三进气端(13)与所述原料气体产生设备(1)连接；所述第二进气端(12)位于所述本体(11)内部的末端与所述第三进气端(13)位于所述本体(11)内部的末端相对设置。
2.如权利要求1所述的气体发生***，其特征在于，所述原料气体产生设备(1)包括：空气压缩机(4)和净化器(5)；
所述空气压缩机(4)与所述净化器(5)连接，所述净化器(5)与所述目标气体产生设备(2)连接；
所述净化器(5)为臭氧净化装置。
3.如权利要求1所述的气体发生***，其特征在于，所述控制设备(3)为PC电脑。
4.如权利要求1所述的气体发生***，其特征在于，还包括：
第一浮子流量计(67)，与所述第一排气口(66)连接，用于检测所述原料气体产生设备(1)接入所述进气口(65)的流量；
第二浮子流量计(64)，与所述第二排气口(63)连接，用于检测所述输出口(62)的输出流量。
5.如权利要求1所述的气体发生***，其特征在于，所述缓存装置还包括：
缓存机构(16)，设置在缓存腔(28)内；所述缓存机构(16)一侧与两个所述第二进气端(12)位于所述本体(11)内部的末端连通；
气体暂存腔(14)，与所述缓存机构(16)的远离所述第二进气端(12)的一侧连通；所述气体暂存腔(14)还与所述第二出气端(15)连通；
所述缓存机构(16)包括：
转轴(23)，转动设置在所述缓存腔(28)内；所述转轴(23)与所述缓存腔(28)大小相适应，所述转轴(23)外周设置多个容纳凹槽(21)；
多个气体推送单元，一一对应设置在多个所述容纳凹槽(21)内；
所述气体推送单元包括：
推板(22)，所述推板(22)表面设置为弧形，且所述弧形所在的圆的直径与所述转轴(23)的直径相同；所述推板(22)大小与所述容纳凹槽(21)大小相适应；
底座(24)，设置在所述推板(22)与所述容纳凹槽(21)之间并与所述推板(22)固定连接；
两个平行的闭合导轨(26)，设置在所述缓存腔(28)侧壁；
导柱体(25)，贯穿所述底座(24)设置并与所述底座(24)转动连接；所述导柱体(25)两端分别设置在两个所述闭合导轨(26)内；所述导柱体(25)在所述闭合导轨(26)内滑动；
弹簧(27)，设置在所述底座(24)与所述容纳凹槽(21)的槽底之间，一端与所述底座(24)固定连接，另一端与所述槽底固定连接；
所述闭合导轨(26)包括：依次连接形成闭合的第一半圆部分(26-1)、平行部分(26-2)和第二半圆部分(26-3)；第一半圆部分(26-1)的圆心与所述转轴(23)的圆心重合。
6.如权利要求1至5任一项所述的气体发生***，其特征在于，所述目标气体产生设备(2)还包括：
第一电控阀门(31)，设置在所述第一减压阀(69)与所述臭氧发生器(72)之间，用于控制所述原料气体进入所述臭氧发生器(72)的通断；
第一流量传感器(41)，设置在所述第一电控阀门(31)与所述臭氧发生器(72)之间，用于检测进入所述臭氧发生器(72)的原料气体的第一流量；
第二电控阀门(32)，设置在所述臭氧发生器(72)与缓存装置的第二进气端(12)之间，用于控制所述臭氧发生器(72)产生的第一气体进入所述缓存装置的通断；
第二流量传感器(42)，设置在所述臭氧发生器(72)与所述缓存装置的所述第二进气端(12)之间，用于检测进入所述缓存装置的第一气体的第二流量；
第三电控阀门(33)，设置在所述臭氧发生器(72)与歧管(71)之间，用于控制所述臭氧发生器(72)与所述歧管(71)之间的管路的通断；
第四电控阀门(34)，设置在所述歧管(71)与所述输出口(62)之间，用于控制所述目标气体产生设备(2)输出第一气体的通断；
第三流量传感器(43)，设置在所述歧管(71)与所述输出口(62)之间，用于检测所述目标气体产生设备(2)输出所述第一气体的第三流量；
第五电控阀门(35)，设置在所述歧管(71)与所述检测控制模块(73)之间，用于控制所述歧管(71)输入所述检测控制模块(73)的第一气体的通断；
第六电控阀门(36)，设置在所述臭氧发生器(72)与所述检测控制模块(73)之间，用于控制所述臭氧发生器(72)输入所述检测控制模块(73)的第一气体的通断；
第七电控阀门(37)，设置在所述进气口(65)与所述缓存装置的第三进气端(13)之间，用于控制所述原料气体进入所述缓存装置的通断；
第四流量传感器(44)，设置在所述进气口(65)与所述缓存装置的所述第三进气端(13)之间，用于检测所述原料气体进入所述缓存装置的第四流量；
所述检测控制模块(73)包括：第一检测机构(51)，用于检测所述歧管(71)输出的所述第一气体内的臭氧的第一浓度；第二检测机构(52)，用于检测所述臭氧发生器(72)的所述第一气体内的臭氧的第二浓度；
控制器(30)，分别与所述第一检测机构(51)、所述第二检测机构(52)、所述第一电控阀门(31)、所述第二电控阀门(32)、所述第三电控阀门(33)、所述第四电控阀门(34)、所述第五电控阀门(35)、所述第六电控阀门(36)、所述第一流量传感器(41)、所述第二流量传感器(42)和所述第三流量传感器(43)连接；
所述控制器(30)执行如下操作：
开机时，控制所述臭氧发生器(72)开启进行预热；当所述臭氧发生器(72)预热完成后控制所述第一电控打开至第一预设开度、控制所述第二电控阀门(32)关闭、控制所述第三电控阀门(33)打开、控制所述第五电控阀门(35)打开、控制所述第六电控阀门(36)关闭、控制所述第七电控阀门(37)关闭；使所述原料气体进入所述臭氧发生器(72)反应生成所述第一气体；
通过所述第一检测机构(51)检测所述第一浓度；
获取所述控制设备(3)发送的第一目的浓度；
比较所述第一浓度与所述第一目的浓度；当所述第一浓度等于所述第一目的浓度相同时，不作任何动作；
当所述第一浓度小于所述第一目标浓度时，提高所述臭氧发生器(72)的功率；
当所述第一浓度大于所述第一目标浓度时，降低所述臭氧发生器(72)的功率；在降低所述臭氧发生器(72)的功率的同时控制所述第三电控阀门(33)关闭、控制所述第二电控阀门(32)打开、控制所述第七电控阀门(37)打开；基于所述第二浓度、所述第一目标浓度、所述第二流量和所述第四流量控制所述第二电控阀门(32)和所述第七电控阀门(37)的开度，使所述第一浓度达到所述第一目标浓度；随着所述臭氧发生器(72)的功率的降低，逐渐关闭所述第七电控阀门(37)；当所述第七电控阀门(37)关闭时，控制所述第二电控阀门(32)关闭同时打开所述第三电控阀门(33)。
7.如权利要求6所述的气体发生***，其特征在于，所述基于所述第二浓度、所述第一目标浓度、所述第二流量和所述第四流量控制所述第二电控阀门(32)和所述第七电控阀门(37)的开度，包括：
通过所述第二检测机构(52)检测所述第二浓度，获取当前检测的所述第二浓度的第一测量值，当所述第一测量值与上一时刻的测量值的差值超出预设的阈值，和/或，基于历史检测的所述第二浓度的所述测量值对当前检测的所述第二浓度的第一测量值的有效性进行验证，验证未通过时；对所述第一测量值进行修正；修正公式如下：
Figure FDA0003175956840000061
其中，Ot为当前的第一测量值即t时刻的所述第一测量值；Ot-1为上一时刻的测量值即t-1时刻的测量值；Ot-i为前i时刻的测量值即t-i时刻的测量值；Ot-i-1为前i+1时刻的测量值即t-i-1时刻的测量值；n为预设的提取的历史数据的个数；α、β为预设的修正权重；
所述基于历史检测的所述第二浓度的所述测量值对当前的所述测量值的有效性进行验证，包括：
提取M+1次历史检测的所述第二浓度的所述测量值做成M+1个验证集合；所述M+1个验证集合分别提取N、N+1、…、N+M个历史检测的所述测量值；
分别计算每个验证集合中的所述测量值的平均值；根据所述平均值与所述第一测量值，计算所述第一测量值的稳定值，计算公式如下：
Figure FDA0003175956840000062
其中，μ为稳定值，XN+j第N+j个所述验证集合中的所述测量值的平均值；当μ小于等于预设的稳定阈值时，验证通过；否则，不通过；
将通过验证或修正后的所述第二浓度代入下式，确定所述第二流量的目标值：
Figure FDA0003175956840000063
其中，Q2为所述第二流量的目标值；Q总为预设的气体总量；P1为所述第一浓度；P2为通过验证或修正后的所述第二浓度；
根据预设的气体总量和所述第二流量的目标值确定所述第四流量的目标值；
当所述第二流量和所述第二流量的目标值相等时，控制所述第二电控阀门(32)的开度保持不变；当所述第二流量大于所述第二流量的目标值时，控制所述第二电控阀门(32)的开度降低；当所述第二流量小于所述第二流量的目标值时，控制所述第二电控阀门(32)的开度增大；
当所述第四流量和所述第四流量的目标值相等时，控制所述第七电控阀门(37)的开度保持不变；当所述第四流量大于所述第四流量的目标值时，控制所述第七电控阀门(37)的开度降低；当所述第四流量小于所述第四流量的目标值时，控制所述第七电控阀门(37)的开度增大。
8.如权利要求1所述的气体发生***，其特征在于，所述目标气体产生设备(2)还包括：
冷却机构，用于对所述臭氧发生器(72)产生的第一气体进行冷却；
所述冷却机构包括：
冷却管路，螺旋设置在所述臭氧发生器(72)与所述歧管(71)连接的管路上和/或所述歧管(71)与所述检测控制模块(73)连接的管路上和/或所述歧管(71)与所述输出口(62)连接的管路上。
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