本申请涉及臭氧制备技术领域，特别涉及一种臭氧产生提纯系统。
背景技术：
分子束外延技术是一项十分先进的生长薄膜的科研技术，氧化物分子束外延技术需要利用臭氧为薄膜提供氧元素。由于臭氧易于分解，且难以运输，需要现制现用。
目前工业界使用的臭氧发生机商品，多数以空气为氧气源直接电解，由于空气中有大量氮气，此方式制备出的臭氧不纯，混有氮化物，不能用于需要高真空高纯度的氧化物薄膜生长。而且由于缺失臭氧收集过程，不能实现一段时期内先制备、再使用的目的。
技术实现要素：
本申请要解决的是现有技术中臭氧产生提纯系统制备出的臭氧不纯且制备出的臭氧无法收集的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种臭氧产生提纯系统，包括：供氧装置、臭氧发生装置、臭氧分离装置、控制装置和气路管道；
供氧装置能够提供氧气；
臭氧发生装置能够将氧气电解为包含氧气和臭氧的混合气体；
臭氧分离装置能够将混合气体中的臭氧分离，臭氧分离装置内设有臭氧吸附装置；
供氧装置、臭氧发生装置和臭氧分离装置通过气路管道依次连通，气路管道包括多个支路管道；
控制装置能够控制多个支路管道开启或关闭，且控制装置能够调控多个支路管道的气压。
进一步地，臭氧分离装置包括杜瓦罐和三腔体石英瓶；
杜瓦罐内灌入有液氮，三腔体石英瓶浸泡于杜瓦罐内部的液氮中。
进一步地，三腔体石英瓶包括外部腔体、中部腔体和内部腔体，内部腔体嵌套于中部腔体内，中部腔体嵌套于外部腔体内；
外部腔体设有通向外部的管路；
中部腔体设有第一进气管路和第一出气管路，第一进气管路和第一出气管路用于进行氮气循环过程，氮气循环过程用于升高内部腔体的温度；
内部腔体设有第二进气管路和第二出气管路；第二进气管路与臭氧发生装置连通。
进一步地，内部腔体内设有臭氧吸附装置。
进一步地，臭氧吸附装置包括多孔硅胶。
进一步地，臭氧发生装置包括高压放电系统，氧气通过高压放电系统电解为混合气体。
进一步地，控制装置包括多个阀门，控制装置通过阀门控制多个支路管道开启或关闭。
进一步地，控制装置还包括质量流量控制器，质量流量控制器与供氧装置连接，质量流量控制器用于控制氧气的气体流量。
进一步地，控制装置还包括多个真空度测量器。
进一步地，该臭氧产生提纯系统还包括机械泵，机械泵与内部腔体的出气管路连通，机械泵用于抽取内部腔体中多余的氧气。
采用上述技术方案，本申请具有如下有益效果：
本申请实施例提供的臭氧产生提纯系统包括臭氧分离装置，采用此臭氧分离装置能够获得纯度较高的臭氧；臭氧分离装置内设有臭氧吸附装置，能够进行臭氧的收集，实现短期保存臭氧的目的；本申请实施例提供的臭氧产生提纯系统还包括控制装置，控制装置能够控制多个支路管道开启或关闭，调控多个支路管道的气压，有效防止气路压力增大，安全系数高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一种臭氧产生提纯系统的结构示意图；
图2为为本申请实施例三腔体石英瓶的结构示意图；
图3为本申请实施例三腔体石英瓶的外部腔体的结构示意图；
图4为本申请实施例三腔体石英瓶的中部腔体的结构示意图；
图5为本申请实施例三腔体石英瓶的内部腔体的结构示意图；
以下对附图作补充说明：
1-外部腔体；2-中部腔体；3-内部腔体。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。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的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
请参见图1，图1为本申请实施例一种臭氧产生提纯系统的结构示意图，包括：供氧装置、臭氧发生装置、臭氧分离装置、控制装置和气路管道；
供氧装置能够提供氧气，本申请实施例中供氧装置提供的氧气为高纯度氧气；本申请实施例中，供氧装置可以为氧气瓶。
臭氧发生装置能够将氧气电解为包含氧气和臭氧的混合气体；本申请实施例中，臭氧发生装置包括高压放电系统，氧气通过高压放电系统电解为混合气体。本申请实施例中，通过高压放电将氧气电解为臭氧，由于产率有限，所以此时得到的是臭氧和氧气的混合气体，其中，臭氧含量约为5％-10％。
臭氧分离装置能够将混合气体中的臭氧分离，臭氧分离装置内设有臭氧吸附装置；本申请实施例中，臭氧分离装置包括杜瓦罐和三腔体石英瓶；
杜瓦罐内灌入有液氮，三腔体石英瓶浸泡于杜瓦罐内部的液氮中。
图2为本申请实施例三腔体石英瓶的结构示意图，三腔体石英瓶包括外部腔体1、中部腔体2和内部腔体3，图3为本申请实施例三腔体石英瓶的外部腔体的结构示意图，图4为本申请实施例三腔体石英瓶的中部腔体的结构示意图，图5为本申请实施例三腔体石英瓶的内部腔体的结构示意图，内部腔体3嵌套于中部腔体2内，中部腔体2嵌套于外部腔体1内；
外部腔体1设有通向外部的管路11，用于隔热；
中部腔体2设有第一进气管路21和第一出气管路22，第一进气管路21和第一出气管路22用于进行氮气循环过程，氮气循环过程用于升高内部腔体3的温度；
内部腔体3设有第二进气管路31和第二出气管路32；第二进气管路31与臭氧发生装置连通，用于通入臭氧发生装置制备出来的臭氧和氧气的混合气体，第二出气管路32用于导出氧气，并将臭氧送入分子束外延腔体或者其他需要用到臭氧的仪器。
本申请实施例中，内部腔体3内还设有臭氧吸附装置，该臭氧吸附装置可以为多孔硅胶，能够吸附收集大量臭氧。
供氧装置、臭氧发生装置和臭氧分离装置通过气路管道依次连通，本申请的气路管道如图1中连接线所示，气路管道包括多个支路管道；
控制装置能够控制多个支路管道开启或关闭，且控制装置能够调控多个支路管道的气压。
本申请实施例中，控制装置包括多个阀门，如图1中所示，包括阀门v1、v2、v3、v4、v5和v6，控制装置通过阀门控制多个支路管道开启或关闭。控制装置还包括质量流量控制器(massflowcontroller，mfc)，质量流量控制器与供氧装置连接，质量流量控制器用于控制氧气的气体流量。
本申请实施例中，控制装置还包括多个真空度测量器，如图1中所示，包括第一真空度测量器和第二真空度测量器。
本申请实施例中，该臭氧产生提纯系统还包括机械泵，机械泵与内部腔体3的出气管路连通，机械泵用于抽取内部腔体3中多余的氧气。
本申请实施例提供的臭氧产生提纯系统包括臭氧分离装置，采用此臭氧分离装置能够获得纯度较高的臭氧；臭氧分离装置内设有臭氧吸附装置，能够进行臭氧的收集，实现短期保存臭氧的目的；本申请实施例提供的臭氧产生提纯系统还包括控制装置，控制装置能够控制多个支路管道开启或关闭，调控多个支路管道的气压，有效防止气路压力增大，安全系数高。
本申请提供的臭氧产生提纯系统的具体原理如下：
供氧装置提供的高纯度氧气通过气路管道输送给臭氧发生装置，利用臭氧发生装置中的高压放电系统使氧气电解为包含氧气和臭氧的混合气体；再利用臭氧和氧气的沸点差异，将臭氧和氧气二者分离，具体分离过程通过臭氧分离装置实现，臭氧分离装置包括杜瓦罐和三腔体石英瓶，三腔体石英瓶整体置于杜瓦罐中间，向杜瓦罐中加入足量液氮，使石英瓶浸没在液氮中，将此混合气体通入三腔体石英瓶中；由于氧气沸点为-183℃，而臭氧沸点为-112℃，待内部腔体3降温至-135℃左右时，此时臭氧液化，被内腔硅胶吸附，而氧气仍为气态。因此，此时向中腔内通入n2,使内腔温度逐渐升高，氧气被机械泵抽取完全，三腔体石英瓶内部只剩下被硅胶吸附的臭氧，此臭氧可以在内部腔体3内短期保存，使用时将管路内真空度降低，臭氧从硅胶内析出汽化。此时打开连同臭氧产生提纯系统和分子束外延腔体的微漏阀门，即可调节臭氧浓度，并将臭氧通入腔体内。
本申请实施例提供的臭氧产生提纯系统的具体使用方法如下：
s1:确保阀门v1、v2、v3、v4、v5和v6处于关闭状态，mfc设置为“0”，将氧气瓶压力调节至0.03mpa；
s2:向杜瓦罐通入足量液氮，使杜瓦罐内温度下降至-197℃左右；
s3:待杜瓦罐温度传至石英瓶内腔，约达到-80℃后，打开v3和v4，使管道内气体排出，三、四分钟后关闭v3和v4；
s4:打开v1,v2通氧气，调节mfc阀控，将氧气流量调节至约1.25l/min，第一真空度测量器和第二真空度测量器数值上升，此时气路管道内压力上升；
s5:打开排气阀v5，防止管路内过压；
s6:第一真空度测量器和第二真空度测量器数值稳定后，打开臭氧发生装置开关；
s7:一个半小时后，关掉臭氧发生装置开关，此时臭氧已经制备完成，将进行递送过程；
s8:同时关闭v1和v5，防止管路内产生负压；
s9:关闭质量流量控制器；
s10:待石英瓶内部腔体3降温至-130℃—-140℃之间，缓慢打开v4，先开一半，待第一真空度测量器数值降至300mbar左右，再完全打开v4；
s11:打开v3，可增加抽速；
s12:打开氮气循环通路，第一真空度测量器数显读数上升，即为臭氧从内腔的硅胶颗粒中汽化逸出，打开v6，使臭氧递送进分子束外延腔体，臭氧压力可用泄露阀调节。
本申请实施例提供的臭氧产生提纯系统包括臭氧分离装置，采用此臭氧分离装置能够获得纯度较高的臭氧；臭氧分离装置内设有臭氧吸附装置，能够进行臭氧的收集，实现短期保存臭氧的目的；本申请实施例提供的臭氧产生提纯系统还包括控制装置，控制装置能够控制多个支路管道开启或关闭，调控多个支路管道的气压，有效防止气路压力增大，安全系数高。
以上仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种臭氧产生提纯系统，其特征在于，包括：供氧装置、臭氧发生装置、臭氧分离装置、控制装置和气路管道；
所述供氧装置能够提供氧气；
所述臭氧发生装置能够将所述氧气电解为包含所述氧气和臭氧的混合气体；
所述臭氧分离装置能够将所述混合气体中的臭氧分离，所述臭氧分离装置内设有臭氧吸附装置；
所述供氧装置、所述臭氧发生装置和所述臭氧分离装置通过所述气路管道依次连通，所述气路管道包括多个支路管道；
所述控制装置能够控制所述多个支路管道开启或关闭，且所述控制装置能够调控所述多个支路管道的气压。
2.根据权利要求1所述的臭氧产生提纯系统，其特征在于，所述臭氧分离装置包括杜瓦罐和三腔体石英瓶；
所述杜瓦罐内灌入有液氮，所述三腔体石英瓶浸泡于所述杜瓦罐内部的所述液氮中。
3.根据权利要求2所述的臭氧产生提纯系统，其特征在于，所述三腔体石英瓶包括外部腔体、中部腔体和内部腔体，所述内部腔体嵌套于所述中部腔体内，所述中部腔体嵌套于所述外部腔体内；
所述外部腔体设有通向外部的管路；
所述中部腔体设有第一进气管路和第一出气管路，所述第一进气管路和所述第一出气管路用于进行氮气循环过程，所述氮气循环过程用于升高所述内部腔体的温度；
所述内部腔体设有第二进气管路和第二出气管路；所述第二进气管路与所述臭氧发生装置连通。
4.根据权利要求3所述的臭氧产生提纯系统，其特征在于，所述臭氧吸附装置设于所述内部腔体内。
5.根据权利要求4所述的臭氧产生提纯系统，其特征在于，所述臭氧吸附装置包括多孔硅胶。
6.根据权利要求1所述的臭氧产生提纯系统，其特征在于，所述臭氧发生装置包括高压放电系统，所述氧气通过所述高压放电系统电解为所述混合气体。
7.根据权利要求1所述的臭氧产生提纯系统，其特征在于，所述控制装置包括多个阀门，所述控制装置通过所述阀门控制所述多个支路管道开启或关闭。
8.根据权利要求7所述的臭氧产生提纯系统，其特征在于，所述控制装置还包括质量流量控制器，所述质量流量控制器与所述供氧装置连接，所述质量流量控制器用于控制所述氧气的气体流量。
9.根据权利要求8所述的臭氧产生提纯系统，其特征在于，所述控制装置还包括多个真空度测量器。
10.根据权利要求3所述的臭氧产生提纯系统，其特征在于，还包括机械泵，所述机械泵与所述内部腔体的出气管路连通，所述机械泵用于抽取所述内部腔体中多余的氧气。
技术总结