简易可控气体发生器的设计与特点

常用三种气体发生器的结构特点分析及操作规程常用三种气体发生器的结构特点分析近年来随着国民经济的不断进展，气相色谱仪这种分析仪器应用越来越普及，生产气相色谱仪气体发生器的厂家也来越多，市场竞争更加激烈，加之近年原材料的价格不断攀升，从而负气体发生器的性能指标、产品质量也更加参差不齐。

下面就是总结出的市场上常用的三种气体发生器的结构、特点做简单的分析。

一、氮气发生器氮气发生器从制氮原理上来分有中空纤维膜分别法、变压吸附法、电化学分别法三种。

1）中空纤维膜分别法直接产生的氮气纯度一般在99%左右，流量范围为0～10升/min,市场价格大约在几万到十万。

2）变压吸附法直接产生的氮气流量范围更宽，纯度一般也99%,市场价格大约在10万内。

3）电化学分别法直接产生的氮气流量在0.3～0.5L/min,氧含量可以掌控在几个ppm，气体露点依据吸附剂效能可以达到—55℃。

价格为1万左右。

目前国内配套气相色谱仪的氮气发生器紧要是该类型的。

电化学分别法的氮气来自于在电解分别池,空气中的杂质气体经过电离池后,在电解液和贵金属及电场作用下被分别。

电离池内电解液紧要为KOH或NaOH与蒸馏水配制而成,某些厂家为了降低制造本钱，选用低价格的劣质不锈钢，造成电离池极易损坏，并降低了氮气的纯度，影响到仪器的正常使用。

同时，电化学分别法制造氮气还要求整个系统有完善的压力掌控，否则在蓦地断电停机时，电解分别池内没有电场的作用，空气不能被分别，输出将的是大量的空气。

二、高纯氢发生器目前市场上为气相色谱配套的氢气发生器按电解膜材料分紧要有碱石棉膜、离子膜、钯金属膜三种。

碱石棉膜价格低廉、使用便利、便于维护；离子膜价格稍高、且目前国内此项技术不太成熟、同时离子膜对电解水质要求较高，水的电导率不高时会产生离子膜“中毒现象，更换离子膜的用度也比较高。

钯管制氢价格高、以300ML/MIN的输出量计算，价格大约在4万元左右。

若使用不当、会使钯金属表面氧化，造成电解率下降，影响正常的使用。

自制安全压力可控的二氧化碳发生器
先上原理图：
材料：
三个单向截流阀（2.3元/个），两个无忧瓶盖（10元/个），一个AR2000调压阀（15元/个），一个二氧化碳细化器（14元/个)，两个可乐瓶，一个三通（0.46元/个），一截气管（0.63元/米）
费用：
其计58元
工作步骤原理：
一、按上图连接好二氧化碳气体发生器；
二、调节好调压阀的压力；
三、在细化器口吸一下气，B瓶内产生了负压，酸液从A瓶流进B瓶，开始产生气体，B瓶气压升高；
四、由于B瓶气压升高，一部分从细化器端冒出，一部分冒入A瓶，直至AB 两瓶内气压相等，此时AB两瓶内气体互相平衡；
五、由于B瓶内产生了气体，所以两瓶内的气压比外界高，所以从气化器口冒出气体，此时B瓶减了压力，A瓶的液体又被压到B瓶，开始循环；
六、由于产生的气体多于从细化器冒出的气体，所以两瓶内的气压在不断升高，一直循环下去有爆炸的可能，所以在A瓶入口处安装一个调压阀，这样如果A 瓶内气压大于调压阀设置的气压时，B瓶产生的气压再大也不会冒进A瓶，A瓶内酸液也不会压到B瓶了，也就不会再产生新的气体，控制了B瓶内气压不会继续增加，气体只会从细化器口慢慢冒出，直到B瓶内气压降回A瓶气压下，循环继续开始。

缺点：美观度不高，造价稍高（当然为降成本可以省去图中圆圈内部分）；。

优点：工作与否可控制，压力可调，安全性高，不必担心爆炸，可连续工作一个月。

U型简易气体发生装置U型简易气体发生装置是一种简单易用的气体发生仪器，适用于小规模的化学实验室，可以用于快速制备气体样品。

它的主要部分包括U型玻璃管、反应物、热源、冷却器、水槽等组件。

以下是对U型简易气体发生装置的详细介绍。

1.装置原理U型简易气体发生装置利用化学反应生成气体，并将气体通过水封的方式输送到收集器中。

反应物先经过加热从而引发化学反应，同时产生气体；然后通过水封和冷却器，将气体收集到收集器中。

这样就可以成功制备出气体样品。

2.装置组件（1）U型玻璃管U型玻璃管是气体发生装置的核心部件之一，它由两个垂直放置的玻璃管组成。

一端的玻璃管上放置了加热芯片，另一端则通过橡胶塞与冷却装置相连。

在加热过程中，玻璃管的直角处被充满了水，作为水封。

（2）反应物反应物是产生气体的关键，常用的反应物有稀盐酸（HCl）和金属碳酸盐（如CaCO3）。

反应物通过放置在加热芯片上，在加热的过程中发生化学反应。

（3）热源加热芯片是气体发生装置的加热源，通常采用电热器或者酒精灯。

加热芯片放置在U型玻璃管的一端，可以实现对反应物的加热，并引发化学反应。

（4）冷却器冷却器与玻璃管相连，通常使用冷水进行冷却。

它的作用是降低气体温度，使其凝结成液体，然后通过重力作用流入收集器。

常用的冷却器有对流管和螺旋管。

（5）水槽水槽是气体发生装置的附属部分之一，通常用于存放水和承接不加热时流过的废水。

3.装置使用方法（1）将U型玻璃管的一端放置反应物，另一端放置冷却器，并将它们固定在U型玻璃管架上。

（2）将U型玻璃管的一端连接热源，通常使用电热器或者酒精灯等加热器进行加热。

（3）将玻璃管的另一端通过橡胶塞连接到冷却器上。

（4）将冷却器连接到收集器上，并将收集器放置于水槽中。

（5）向U型玻璃管中加入适量的水，水的高度应该高于反应物。

（6）打开热源，开始加热反应物。

（7）观察冷却器中的水封，当水位开始上升时，表明气体正在产生。

（8）继续加热，直到气体产生速率减缓，然后关闭加热器。

介绍一个富有创意的自制气体发生装置摘要该自制发生装置的器材全部采用废弃物组装而成,若算成本只不过0．3元左右,然而却能够极为方便的运用于反应物状态为固—液、液—液，并不需要加热制取气体的实验。

该装置的组装及使用，对于增强师生变废为宝的意识，对于增强师生的创新理念，对于节省实验经费，对于经费短缺的我国西部农村中学实验室建设等，将起到很好的促进作用。

关键词废弃物自制气体发生装置创意人教版义务教育课程标准实验教科书《化学》上册第112页和第143页介绍实验室制取H2（CO2）的发生装置。

笔者认为，这2个装置也存在不完善之处。

第143页的发生装置，当液体反应物反应完毕，要补充时，须把带有导气管的橡皮塞拔出后才能加入，况且试管的容积相对较小，装液体的量少。

第112页的发生装置，则可避免上述的不足，但由于初次加入液体至少要浸没长颈漏斗的下端，否则产生的气体会从长颈漏斗逸出。

故加入液体就会造成一定的盲目性，如果制取气体的量不多，有可能造成药品浪费。

为改进上述装置的不足，我做了一个改进型的气体发生装置，效果很好。

装置完全是用医用废弃器材组装成的，这些器材只要有诊所或医院的地方都易找到，并且制作简单。

若让学生动手制作，不仅可以启迪他们的创新思维、增强创新意识，激发学习化学的兴趣，而且也易形成“垃圾是放错了地方的资源”的理念。

1 器材及实验装置（1）器材：一个注射器（去针头、5 mL）、2根输液管（带插头及旋塞）、2个100 mL盐水瓶、1个盐水瓶胶塞。

（2）实验装置见下图：2 装置的制作过程2．1 清洗器材用肥皂水洗上述器材后，再用清水冲洗。

2．2 连接器材（1）用剪刀剪一小段输液管，用剪下的输液管把注射器的吸入端和插头1的插入端连接起来；（2）拔掉插头1上的原排空气管，剪一段稍长的输液管从旋塞1穿过后，与插头1上的原排空气管接口相连；（3）拔掉插头1上原输液管，把插头2上原排空气管从旋塞2穿过后，与插头1上原输液管接口相连；（4）拔掉插头2上原输液管，用一段去掉滴液视窗的较长的输液管重新接上，用作气体发生装置的导气管；（5）把盐水瓶胶塞塞入盐水瓶2的瓶口，并将胶塞上反扣环反扣瓶口；（6）把吸液管的吸口放入盐水瓶1中，把插头2插入胶塞中。

气体发生器的结构及产品特点发生器如何操作气体发生器的结构及产品特点气体发生器壳体由上盖和下盖两部分构成。

上盖上制有若干个长方形或圆形充气孔，下盖上制有安装孔，以便用专用螺栓和专用螺母固定在气囊支架上，装配时只能用专用工具进行装配。

上盖与下盖压成一体，壳体内装有充气剂、滤网和点火器。

金属滤网安装在气体发生器的内表面，用以过滤充气剂和点火剂燃烧产生的渣粒。

气体发生器是利用热效反应产生氮气而充入气囊。

在点火器引爆点火剂瞬间，点火剂会产生大量热量，药片受热立刻分解，产生氮气并从充气孔充入气囊。

虽然氮气是无毒气体，但是副产品有少量的氢氧化钠和碳酸氢钠（白色粉末）。

这些物质是有害的，因此在清洁膨胀后的气囊时，应保持良好的通风并实行防护措施。

产品特点1.仪器通过系统压力可以自动调整氮气输出量；2.一次性加碱，日常只需补充蒸馏水；3.设有防返碱装置；4.仪器稳定，安全，输出氮气纯度更高。

如今，食品卫生生活环境改善问题受人关注，环保观念日渐深入人心。

家用臭氧发生器，臭氧消毒机用于家庭饮用水、空气净化，果蔬农药清洗，肉类激素降解等的效果如今，食品卫生生活环境改善问题受人关注，环保观念日渐深入人心。

家用臭氧发生器，臭氧消毒机用于家庭饮用水、空气净化，果蔬农药清洗，肉类激素降解等的效果已被消费者接受；一些城市家用臭氧发生器的热销形式已经悄然形成，进展势头迅猛。

但是一些假冒伪劣产品也充斥市场，给消费者选购带来不便，严重的甚至因其产品质量问题而引发使用安全问题。

那么如何选购好的产品呢？下面就来一起学习一下吧；1、选择正规合法的、有品牌信誉知名度的产品臭氧机在我国首先是被列为消毒器械，这类产品的生产制造，有严格的生产许可要求。

没有生产许可的这类产品不允许生产，更不允许销售。

产品必需经过政府相关部门的检测，达到确定的技术指标，方能生产销售。

如针对果蔬农药解毒的“农药去除率”检测，针对空气净化的空气细菌含量的检测等。

没有这方面的相应报告，其质量和服务保障依据无从说起了。

医用便携式一氧化氮（NO）发生机的设计与性能研究作者：林涛刘寒春来源：《机电信息》2020年第29期摘要：一氧化氮（NO）吸入疗法在临床中用于治疗新生儿肺动脉高压，并被拓展应用到其他多个临床适应证治疗。

为解决现有一氧化氮发生机存在的易产生有毒气体NO2及需笨重的高压钢瓶作为气源等问题，设计了一款新型的便携式一氧化氮发生机，详细介绍了该装置的原理、组成结构、性能指标及电磁兼容性。

该装置灵巧、便携，同时利用室内空气递送NO，实现了气体发生、流量控制和输气的一体化，对于非使用有创呼吸的重症患者可以实现床旁交互使用。

关键词：一氧化氮发生机;便携式医疗器械;电化学传感器;气体吸入疗法;电磁兼容测试0 引言一氧化氮（NO）是一种人体内存在的内源性气体分子，不仅具有控制血压和防止血栓形成的作用，还是人体免疫系统的重要组成部分。

自1998年诺贝尔生理学和医学奖被授予关于一氧化氮可以控制血压和血管张力的发现后，更是引发了研究者们对一氧化氮相关研究的关注，这些研究证實了一氧化氮具有防止血小板凝结，促进伤口愈合、血管生成及抑制微生物（包括细菌、真菌和病毒）的功效。

一氧化氮吸入（Inhaled NO，INO）疗法是20世界90年代呼吸医学技术理论的重要突破，该疗法是由美国食品药品监督管理局（FDA）批准的，作为原发性和继发性肺动脉高压的治疗手段，INO疗法能够改善机体氧合能力，对重度的甚至发展到呼吸窘迫综合征（ARDS）的患者，可以通过合用呼吸机起到扩张肺部血管、降低肺血管阻力，进而增加氧合、改善肺通气-灌流比例，从而有效地缓解肺水肿和肺损伤。

同时，INO疗法对新生儿重症原发和继发的肺动脉高压也具有非常明显的治疗效果，常被作为各种国内外权威指南推荐使用。

在欧美国家，INO疗法是新生儿重症的常用必备治疗方式。

近些年，国内外已经开始一氧化氮单独吸入或局部性治疗的新型适应证研究，包括慢性阻塞性肺疾病（COPD）、肺纤维化、囊肿性纤维化、缺氧性肺炎以及糖尿病足等，部分研究已经进入二、三期的临床研究阶段。

微型气体发生器设计与性能测试1. 引言气体发生器是一种将固体、液体或气体储备体转化为特定气体的装置。

它在科学研究、工业生产和生活中有广泛的应用。

随着科技的发展，对微型气体发生器的需求也越来越高。

因此，设计和性能测试微型气体发生器成为了一个重要的课题。

2. 设计原理2.1 气体发生器的工作原理气体发生器通常由储备体、反应器和控制系统组成。

首先，储备体中的原料与反应物发生反应产生气体。

然后，通过控制系统将产生的气体按需输出。

2.2 微型气体发生器的特点微型气体发生器相较于传统气体发生器具有体积小、重量轻、快速响应和精准控制等特点。

这使得微型气体发生器在微流控分析、微流体器件以及生物医学领域有着广泛的应用前景。

3. 设计过程3.1 选择合适的储备体与反应物微型气体发生器的设计首先需要选择合适的储备体和反应物。

储备体可以选择固体或液体，例如金属粉末或液态废水。

反应物也需要根据实际需要选择，例如酸碱反应或氧化还原反应。

3.2 设计反应器结构反应器的结构设计要考虑反应物与储备体的接触面积，以及反应速率的控制。

常用的反应器结构有管道型、膜型和微流控型等。

3.3 控制系统设计控制系统设计需要考虑微型气体发生器的输出量、响应时间和精度等要求。

可以采用压力传感器、温度传感器和电子控制阀等装置来实现对气体输出的精确控制。

4. 性能测试4.1 流量测试为了评估微型气体发生器的性能，我们首先进行了流量测试。

通过控制系统改变气体的输出流量，并使用流量计进行测量。

实验结果表明，微型气体发生器具有较高的流量控制精度和稳定性。

4.2 响应时间测试为了评估微型气体发生器的响应时间，在实验中我们改变气体输出的要求，并记录气体发生器输出稳定的时间。

实验结果显示，微型气体发生器具有快速响应的能力，能够满足实时应用的需求。

4.3 精度测试通过改变控制系统的参数，我们测试了微型气体发生器的控制精度。

实验结果表明，该气体发生器能够实现较高的控制精度，在不同输出要求下的气体浓度变化较小。

实验室使用的空气要求严格，为能确保实验正常进行，需要对日常生活中我们接触的空气进行处理，这样才能被使用，从而“诞生”了空气发生器!空气发生器代替了原来传统使用的高压空气瓶。

空气发生器的结构原理，空气发生器一般是由空气泵/压缩机、稳压系统、压力控制系统、净化系统和显示系统组成。

气路系统采用稳压和过压保护装置，提高了气体压力的稳定性，确保了仪器使用的安全可靠。

空气发生器把自然空气经过净化，除去空气中的水份、油污和杂质，经稳压装置输出稳定、洁净的空气。

具有输出压力稳定、噪音低等特点，是替代高压空气瓶的理想空气。

空气发生器主要特点：
1、仪器设有HL-A装置，自动吸附排除空气中烃、酯、油等，大大提高空气的质量，无需维护。

2、不锈钢储气罐、自动放水；（杜绝排出黄色铁锈污染实验室）
3、气路部分全部采用不锈钢管（电解抛光，超音清洗）
4、低压启动、有效提高压缩机寿命；
5、体积小，噪音低，特别适合实验室使用；
6、双支过滤器、两级稳压，输出压力精度高、具有完善的保护措施。

青岛聚创环保集团有限公司（以下简称聚创环保）是一家集设计、研发、生产、销售、服务于一体的高新技术企业，坐落于美丽的滨海城市-青岛,目前已成功挂牌登陆新四板。

该企业专注于环境检测类仪器仪表，公司业务涉及到水环境、大气环境、土壤固废、工业环境、食品安全、生物仪器、实验室等几大领域，服务的客户群体包含环保系统、安监系统、科研院校、第三方检测、石油化工、金属冶炼等生产制造行业。

简易无泄漏气体发生器启普气体发生器用于连续地、可控地制备氢气、二氧化碳、硫化氢等气体。

制备这些气体，反应物是块状固体和液体，反应过程中不需加热。

应该说，启普气体发生器设计巧妙，使用方便；但装置价格高，且装卸物料不便。

用矿泉水瓶制成的气体发生器却是一款非常好的替代装置。

它的取材、制作、使用、维护等，都极为方便简单，特别适合山区和农村的中小学使用。

同时自制实验装置，有助于提高学生的实验兴趣和动手能力。

材料：2只废旧矿泉水瓶、胶塞、玻管、胶管、卡夹。

制作：用红热的铁丝在2只矿泉水瓶的底部的最低处烫出若干个小洞，其中一只矿泉水瓶在下三分之一处裁断。

将半截的矿泉水瓶卡在另一只矿泉水瓶的底部，2只矿泉水瓶接起来，配上一个打了孔的胶塞，安装玻管、胶管、卡夹、如图1所示，即装配完成。

用法：上面的矿泉水瓶作为反应容器，并可用于盛放块状反应物；下面的半截矿泉水瓶可以储存气体。

以制备二氧化碳为例，将块状大理石放入上面的矿泉水瓶中，按图1装配好，将装置放入盛有适量的1∶1盐酸的烧杯中，盐酸的液面要高于大理石，以保证大理石和盐酸能够接触。

打开卡夹，盐酸通过下面的矿泉水瓶进入上面的矿泉水瓶，与大理石接触，反应开始，二氧化碳气体生成并沿导管输出。

关闭卡夹，容器中的反应将继续进行，产生的二氧化碳气体将盐酸驱逐出上面的矿泉水瓶，盐酸和大理石脱离接触，反应终止，被驱逐的二氧化碳气体就储存在下面的矿泉水瓶中，而不从矿泉水瓶底部的小孔逸出。

重新打开卡夹，气体释放，酸的液面上升，大理石和盐酸接触，反应重新开始。

实验结束时，将矿泉水瓶从盛放酸的烧杯中取出，用水冲洗容器中的大理石（大理石可存放在矿泉水瓶中），回收盐酸，以备下次实验使用。

如果学生没有加工玻璃管的能力，可以用长一点儿的胶管直接连在胶塞上的短的直的玻璃管上。

连接胶管时，要注意避免割伤。

这种制备气体的装置极为简便，有效，且可以利用储气装置避免有毒气体（例如硫化氢气体）的排放。

在满足实验及环保要求的前提下，也可以将下面的半截矿泉水瓶拆掉，制成不储气的简易气体发生器，则操作更为简便。