CN101089619A - 低压易爆气体的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体的测试装置,具体地说是一种低压易爆气体的测试装置,测试腔体通过连接件与调压腔体相连通,在连接件的管路上设有多个电磁阀及引入口;测试腔体为多开口结构,其上分别开有远程控制测量系统连接端口、连接件连接端口、爆炸因素引入端口及泄爆口,其中泄爆口、爆炸因素引入端口与爆炸因素引入装置连接处设有橡胶塞;调压腔体由圆底烧瓶及调压气囊组成,调压气囊容置在圆底烧瓶内,调压气囊充满气体时的体积小于圆底烧瓶的体积,圆底烧瓶及调压气囊分别与连接件相连通,连接处设有橡胶塞。本发明实现了对易爆气体HN3的安全、方便的操作控制和测量,同时还实施了在液态向大体积真空扩散时非常危险的NCl3气体的部分测试。
Description
技术领域
本发明涉及气体的测试装置,具体地说是一种低压易爆气体的测试装置。
背景技术
全气相碘激光(all gas-phases iodine laser,简称AGIL)是一种基于NCl(a)-I传能的新型碘激光,其目的是克服现有化学氧碘激光(COIL)由于采用气-液两相反应所带来的大功率时体积效率和重量效率提高受限问题和这种气液反应在某些无重力环境下的使用问题。AG几的技术路线如下:
F+DCl->DF+Cl
Cl+HN3->HCl+N3
Cl+N3->NCl(a)+N2
NCl(a)+I->NCl(X)+I*
I*+hv(1315nm)->I+2hv(1315nm)
从上世纪90年代到现在,AGIL已经经历了设想、脉冲出光、放电方案的连续流增益测试、放电方案的连续流出光、放电方案的连续流初步放大和燃烧驱动尝试等研究阶段,可以说取得了较快的发展。但是,就目前的技术路线来讲,最关键的反应物HN3是一种有毒的爆炸性气体,其储存分压低,储存效率低,这对整个系统的体积效率和重量效率的提高造成相当严重的限制。HN3究竟对哪些因素敏感?HN3的储存分压是否可以提高?这是值得探讨的问题。本发明正是在这样的背景下,充分考虑到HN3有毒和易爆炸的特点来设计的。这种装置可以广泛用在一般实验室对类似HN3这种有毒低压易爆气体的测试上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低压易爆气体的测试装置。通过该种装置,可实现对易爆气体乃至有毒易爆气体的测试,提高对有毒低压易爆气体测试的安全性、简便性、经济性及大众性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
本发明连接有远程控制测量系统及爆炸因素引入装置,包括测试腔体、调压腔体及连接件,测试腔体通过连接件与调压腔体相连通,在连接件的管路上设有多个电磁阀及引入口;
其中:所述测试腔体为多开口结构,其上分别开有远程控制测量系统连接端口、连接件连接端口、爆炸因素引入端口及泄爆口,其中泄爆口、爆炸因素引入端口与爆炸因素引入装置连接处设有橡胶塞;测试腔体采用强度好的石英玻璃制成;所述调压腔体由圆底烧瓶及调压气囊组成,调压气囊容置在圆底烧瓶内,调压气囊充满气体时的体积小于圆底烧瓶的体积,圆底烧瓶及调压气囊分别与连接件相连通,连接处设有橡胶塞;所述连接件为连接管路结构,与测试腔体连接后的管路分为三路,一路通过第三电磁阀、第一电磁阀开有与测试气体储存罐连接的引入口;另一路通过第三电磁阀与调压腔体中的调压气囊相连通;第三路通过第三电磁阀、第二电磁阀、第五电磁阀与调压腔体中的圆底烧瓶相连通;在第二电磁阀与第五电磁阀之间开有连接真空系统的引入口,在第五电磁阀与圆底烧瓶的连接管路开有调压气体引入口,其与第五电磁阀之间设有第四电磁阀。
本发明的优点与积极效果为:
1.本发明通过采用调压装置和远程控制测量系统实现了低压易爆气体的安全方便的操作调控和测试。
2.本发明提高了低压易爆危险气体测试的安全性、可控性和方便性,降低了测试成本,同时对操作人员的技术要求也不高,使普通的实验室能对一些爆炸性或有毒性的气体实施简便、安全和经济的性能测试,从而推动了实验室对危险性气体测试方法的发展。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明实施例的调压过程和爆炸时的压力温度记录曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示,本发明包括测试腔体6、调压腔体7及连接件8,测试腔体6通过连接件8与调压腔体7相连通,在连接件8的管路上设有多个电磁阀及引入口。测试腔体6为多开口结构,采用强度好的石英玻璃制成。其上分别开有与远程控制测量系统连接的端口9、与连接件连接的端口10、与爆炸因素引入装置连接的端口11及泄爆口12,其中泄爆口12、爆炸因素引入端口11与爆炸因素引入装置连接处设有橡胶塞13。调压腔体7由圆底烧瓶14及调压气囊15组成,调压气囊15容置在圆底烧瓶14内,调压气囊15充满气体时的体积小于圆底烧瓶14的体积,圆底烧瓶14及调压气囊15分别与连接件8相连通,连接处设有橡胶塞13。调压气囊15充满气体时的体积与测试腔体6及其过渡段的总体积比例就根据压力调变范围的需要而定。连接件8为连接管路结构,与测试腔体1连接后的管路分为三路,一路通过第三电磁阀3、第一电磁阀1开有与测试气体储存罐连接的引入口16;另一路通过第三电磁阀3与调压腔体7中的调压气囊15相连通;第三路通过第三电磁阀3、第二电磁阀2、第五电磁阀5与调压腔体7中的圆底烧瓶14相连通;在第二电磁阀2与第五电磁阀5之间开有连接真空系统的引入口17,在第五电磁阀5与圆底烧瓶14的连接管路开有调压气体引入口18,其与第五电磁阀5之间设有第四电磁阀4。
本发明中的远程控制测量系统由电磁阀、温度压力仪表和计算机及控制软件组成,是通过控制软件来实施对各电磁阀的开关,并通过温度压力仪表(如温度传感器、压力传感器)对温度压力值连续记录,以达到远程监控的目的。
在实验操作时,对全气相化学碘激光至关重要的有毒低压易爆气体HN3(叠氮酸)在电火花、可见光或加热条件下的稳定性进行测试。将测试气体HN3由引入口16引入,即第一电磁阀1处与测试气体HN3储存罐连接。由于调压范围小于1个大气压,所以调压气体用外部空气充当,即第四电磁阀处放空,调压气体引入口18与空气相通。各电磁阀的控制信号和温度压力检测仪表(根据测试精度选用)的指示,通过导线与远程控制测量系统连接进行监控。圆底烧瓶14的体积为5L。具体操作步骤如下:
第一步,打开第二、三、五电磁阀2、3、5,通过在引入口17处连接真空系统对测试腔体6及调压腔体7抽真空;
第二步,待测试腔体6及调压腔体7内部被抽成真空后,关闭第二、五电磁阀2、5,之后打开第一电磁阀1,由引入口16向测试腔体1及调压气囊15内注入测试气体HN3;
第三步,关闭第一电磁阀1,打开第四电磁阀4,让空气由引入口18处进入圆底烧瓶14内进行调压,通过远程控制测量系统监控,当测试腔体1内的压力达到指定压力后,关闭第四电磁阀4;
第四步,关闭第三电磁阀3,将爆炸因素引入装置由测试腔体1上的爆炸因素引入端口11接入,爆炸因素引入装置的类型和数量根据实验的考察目的来确定,在本实施例中采用了高频电火花真空检漏计产生的电火花作为电火花源、100W的白炽灯作为可见光光源以及用普通加热带作为热源,启动引爆装置,通过远程控制测量系统观察测试腔体6内的压力、温度变化;
第五步,测试结束,清理装置,返回第一步准备下一次试验。
测试结果表明,HN3在可见光照射和低于300℃的加热情况下是稳定的。但对电火花非常敏感,在压力低至20torr仍有强烈的爆炸发生,结果如图2所示。图示为典型的调压过程和爆炸的发生情况,在A点前,HN3分压低,从A点到B点为调压过程,在C点启动引爆装置,马上在D点出现爆炸的冲击波后,压力回落,E点后为抽空以准备下一次试验。
本发明实现了对易爆气体HN3的安全、方便的操作控制和测量,同时还实施了在液态向大体积真空扩散时非常危险的NCl3气体的部分测试。
Claims (5)
1.一种低压易爆气体的测试装置,连接有远程控制测量系统及爆炸因素引入装置,其特征在于:包括测试腔体(6)、调压腔体(7)及连接件(8),测试腔体(6)通过连接件(8)与调压腔体(7)相连通,在连接件(8)的管路上设有多个电磁阀及引入口。
2.按权利要求1所述的低压易爆气体的测试装置,其特征在于:所述测试腔体(6)为多开口结构,其上分别开有远程控制测量系统连接端口(9)、连接件连接端口(10)、爆炸因素引入端口(11)及泄爆口(12),其中泄爆口(12)、爆炸因素引入端口(11)与爆炸因素引入装置连接处设有橡胶塞(13)。
3.按权利要求1或2所述的低压易爆气体的测试装置,其特征在于:所述测试腔体(6)采用强度好的石英玻璃制成。
4.按权利要求1所述的低压易爆气体的测试装置,其特征在于:所述调压腔体(7)由圆底烧瓶(14)及调压气囊(15)组成,调压气囊(15)容置在圆底烧瓶(14)内,调压气囊(15)充满气体时的体积小于圆底烧瓶(14)的体积,圆底烧瓶(14)及调压气囊(15)分别与连接件(8)相连通,连接处设有橡胶塞(13)。
5.按权利要求1所述的低压易爆气体的测试装置,其特征在于:所述连接件(8)为连接管路结构,与测试腔体(6)连接后的管路分为三路,一路通过第三电磁阀(3)、第一电磁阀(1)开有与测试气体储存罐连接的引入口(16);另一路通过第三电磁阀(3)与调压腔体(7)中的调压气囊(15)相连通;第三路通过第三电磁阀(3)、第二电磁阀(2)、第五电磁阀(5)与调压腔体(7)中的圆底烧瓶(14)相连通;在第二电磁阀(2)与第五电磁阀(5)之间开有连接真空系统的引入口(17),在第五电磁阀(5)与圆底烧瓶(14)的连接管路开有调压气体引入口(18),其与第五电磁阀(5)之间设有第四电磁阀(4)。
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