CN105251548A - 酸纯化器 - Google Patents

Abstract

一种酸纯化器，包括：待纯化酸容器，用于容纳待纯化酸；加热器，用于加热待纯化酸容器，以得到热酸蒸汽；冷凝器，配置为对于热酸蒸汽进行冷凝；与冷凝器连接的纯化酸液收集瓶，用于收集冷凝后的纯化酸；控制器，用于控制各个部件运行以进行酸纯化工艺；酸液温度传感器，用于测量待纯化酸液体的温度；其中控制器设置温度阈值，接收酸液温度传感器测量的温度，将该温度与温度阈值相比较，并相应地控制加热器，其中所述冷凝器包括Peltier半导体冷却器、冷凝器主体和制冷剂温度传感器。本发明实施例的酸纯化器的冷凝器配备有Peltier半导体冷却器和制冷剂温度传感器，冷却效果稳定，不受空气和自来水温度影响，能够准确指示冷却效果。

Description

酸纯化器

技术领域

本发明总体地涉及酸液纯化，具体地涉及酸纯化设备。

背景技术

实验室的痕量、超痕量分析经常要用到超纯酸，因此需要将普通纯度的酸在亚沸状态下缓慢蒸发出来，并冷凝、收集成为纯度更高的酸。

酸纯化器一般具有加热功能、温度控制功能、液位监控功能和冷凝功能，以便对酸液进行加热、温度控制、液位监控和进行冷凝以及收集。

目前市面上可获得的酸纯化器设计中，通常存在以下几方面的缺点；

1、温度控制：

(1)传统的解决方案为避免温度传感器被高温强酸轻易地腐蚀，其温度传感器安装在容器外面，避免与强酸接触，但是这样的安装方式测量的是容器外壁的温度，无法反映酸液的真实温度，通常溶液温度与容器外壁的温度要相差5-20℃，温度的测量误差很大。

(2)传统的解决方案的温度控制器是多档位型的，而不是连续可调型，只能大概设定一个温度值，无法准确设定。

2、液位控制：

(1)对于原始酸液的液位，传统的解决方案采用的是目测液位管的方式来判断液位。一旦人员忘记及时目测，将会有干烧甚至起火的巨大风险。

(2)对于高纯酸液的液位，现有的解决方案没有任何自动检测和控制措施。一旦液位过满，酸液将会溢出瓶子，腐蚀周边物体。

3、冷凝控制和加热控制：

(1)现有的解决方案采用空气冷却或者自来水冷却方式。这两种方式均没有温度指示冷却效果。

(2)这两种方式容易受空气温度和自来水温度条件影响，一旦气温或水温上升，冷却效果将受影响。

(3)自来水冷却的方式，还有因停水而造成无法冷却的风险。

(4)现有的解决方案采用红外灯或电阻丝来作为热源，是明火，易引燃周围的易燃气体；

(5)一旦温度控制器失效，红外灯或电阻丝将继续加热，造成仪器烧毁甚至实验室火灾的巨大风险。

发明内容

针对现有技术的现状，做出了本发明。

根据本发明的一个方面，提供了一种酸纯化器，包括：待纯化酸容器，用于容纳待纯化酸；加热器，用于加热待纯化酸容器，以得到热酸蒸汽；冷凝器，配置为对于热酸蒸汽进行冷凝；与冷凝器连接的纯化酸液收集瓶，用于收集冷凝后的纯化酸；控制器，用于控制各个部件运行以进行酸纯化工艺；酸液温度传感器，用于测量待纯化酸液体的温度；其中控制器设置温度阈值，接收酸液温度传感器测量的温度，将该温度与温度阈值相比较，并相应地控制加热器，其中所述冷凝器包括Peltier半导体冷却器、冷凝器主体和制冷剂温度传感器，Peltier半导体冷却器中冷却过的“冷水”，通过水泵的压力进入冷凝器主体对与冷凝器主体外壳接触的酸蒸汽进行冷却，“热水”再通过水泵进入Peltier半导体冷却器中冷却，周而复始，循环工作，制冷剂温度传感器测量Peltier半导体冷却器中制冷剂的温度。

在一个示例中，加热器为PTC加热器。

在一个示例中，酸纯化器还可以包括：布置于PTC加热器上表面上的导热盘。

在一个示例中，导热盘为纯铝材质，面积大于PTC加热器加热面，且与待纯化酸容器的底部紧密结合，以及加热器和导热盘经过了PTFE表面喷涂。

在一个示例中，所述冷凝器主体底部为厚度小于预定阈值的隔膜，隔膜与热酸蒸汽接触，对热酸蒸汽进行冷却，冷凝后的纯化酸通过引流管进入纯化酸液收集瓶。

在一个示例中，冷凝器主体的中部被一个挡板分为两部分，以引导水流方向，使内部温度更均匀。

在一个示例中，制冷剂温度传感器采用毛细管式热电偶；在半导体冷却器和冷凝器主体之间的管路上，毛细管式热电偶插进管路，并且插入口被进行了密封处理。

在一个示例中，冷凝器主体顶部被PVDF材质盖子密封，中间夹有硅胶密封圈，

在一个示例中，酸纯化器放置在通风橱内，但将所述半导体冷却器和控制器放置在通风橱外。

在一个示例中，冷凝器主体的材质为PTFE材质。

在一个示例中，酸纯化器还包括底座，待纯化酸容器和底座采用嵌套式连接设计，在两者之间形成一个封闭的空间，整个PTC加热器安装在这个封闭的空间内。

在一个示例中，酸纯化器还可以包括：非接触式超声波液位传感器，安装在容器的外表面，且不与容器表面接触，用于自动测量待纯化酸容器内的待纯化酸的液面，并且将测量的指示液面水平的信号传送到控制器，控制器接收该指示液位的信号，当该指示液位的信号低于预定阈值时，发送控制信号，以控制停止酸纯化工艺。

在一个示例中，酸纯化器还可以包括：压力传感器，用于自动感应纯化酸液收集瓶的重量，并将指示重量的信号传送给控制器；控制器接收该指示重量的信号，当该指示重量的信号超过预定阈值时，发送控制信号，以控制停止酸纯化工艺。

在一个示例中，纯化酸液收集瓶放置于托盘上，托盘采用翻边设计，防止酸液滴到压力传感器内部；以及所述压力传感器设计有漏液排出口，从而在传感器内部有酸液进入的情况下，能够排出该漏液。

在一个示例中，压力传感器进行了PTFE表面喷涂。

在一个示例中，控制器包括电脑和单片机，所有传感器与电脑之间的数据传输通过无线通信方式进行。

根据本发明实施例的酸纯化器，其冷凝器配备有Peltier半导体冷却器和制冷剂温度传感器，冷却效果稳定，不受空气和自来水温度影响，能够准确指示冷却效果，提供了一种安全、稳定、准确的冷却方式。

附图说明

从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：

图1示出了根据本发明实施例的酸纯化器的立体示意图。

图2示出了根据本发明实施例的酸纯化器的结构示意图。

图3(a)和(b)分别示出了根据本发明实施例的集成式待纯化酸液位控制部件300的立体视图和剖面图。

图4(a)和(b)分别示出了根据本发明一个实施例的热电偶型温度传感器装置400的立体图和剖面图。

图5示出了根据本发明实施例的热电偶型温度传感器500的立体示意图。

图6示出了根据本发明实施例的冷凝器主体600的结构示例。

图7(a)和(b)示出了根据本发明实施例的纯酸临时收集装置700的结构示意图和剖面图。

图8(a)和(b)示出了根据本发明一个实施例的加热器800的结构的立体图和正视图。

图9(a)和(b)示出了根据本发明实施例的配置有超声波液位传感器900的酸纯化器的立体图与剖面图。

图10(a)示出了根据本发明实施例的纯酸溶液收集瓶4和压力传感器及相关部分1000之间相对位置关系的立体示意图，图10(b)示出了根据本发明实施例压力传感器及相关部分1000的剖面图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

首先说明一下，在本文中，术语“原始酸”、“待纯化酸”、“待纯化的酸”表示同一含义，指作为纯化对象输入酸纯化器的酸溶液，这些术语可互换使用。术语“纯化酸”和“纯酸”表示同一含义，可互换使用，指经酸纯化器纯化处理之后得到的酸溶液。

图1示出了根据本发明实施例的酸纯化器的立体示意图。

图1中所示的示例性酸纯化器包括原始酸(即待纯化的酸)相关部分A(包括待纯化酸容器、加热器和冷凝器，后面将详细说明)、纯化酸收集部分B、底座部分C和与待纯化酸容器连接的集成式待纯化酸液位控制部件E。原始酸(即待纯化的酸)相关部分A包括待纯化酸容器、加热器和冷凝器，后面将详细说明。

图2示出了根据本发明实施例的酸纯化器的结构示意图。

酸纯化器包括待纯化酸容器1、加热器2、冷凝器3、纯化酸液收集瓶4、集成式待纯化酸液位控制部件(图2中未示出，图1中标号E指示的部分)、控制器(图中未示出)。

待纯化酸容器1用于容纳待纯化酸(本文中有时也称其为原始酸，两者可互换使用)。加热器2加热待纯化酸容器，以得到热酸蒸汽。冷凝器3对于加热得到的热酸蒸汽进行冷凝。纯化酸液收集瓶4与冷凝器连接，用于收集冷凝后的纯化酸。控制器用于控制各个部件运行以进行酸纯化工艺。

在一个示例中，控制器包括上位机和下位机两部分，上位机可以是通用电脑如台式机、笔记本电脑、移动式终端等等，其中安装有适于执行控制的软件；下位机例如为单片机或专用可编程控制器等，其中酸纯化器中的各个传感器能够将信号发送到下位机，下位机处理后以有线或者无线方式将相关信号传送到上位机，上位机进行相应计算、处理、判断将指令信号发送到下位机，下位机再向各个部件下达命令，例如停机、启动、报警、时间设定、阈值设定等。不过这种方式仅为示例，可以根据需要进行调整或改变。

为便于描述，下文中有时称上位机为“电脑”，称下位机为“单片机”。

在图2所示的示例中，在待纯化酸容器1内部，放置有温度传感器5，该温度传感器5放置在待纯化酸的内部，与酸液接触，用于测量待纯化酸液体的温度，控制器设置温度阈值，接收酸液温度传感器测量的温度，将该测量的温度与温度阈值相比较，并相应地控制加热器。后面将对内置式温度传感器的实现方式示例进行详细介绍。

下面概要介绍一下本发明实施例的酸纯化器的整体工作流程。

a)从加液漏斗加入原始的酸液，并观察液位变化，至合适的液位即可。

b)开启上位机中的软件，设定加热温度(不高于沸点)与时间，点击“开始”键后，加热器开始加热。

c)温度传感器不断采集酸液的温度信号，并传送给电脑，软件根据设定值与实际值，自动判断是否继续加热或停止，从而保持酸液温度稳定在设定值。

d)原始的酸液在低于沸点的温度下，缓慢蒸发，酸蒸汽为冷凝器冷凝，进而为纯酸收集架收集。这些收集到的酸液会通过引流管进入收集瓶。

e)当到达设定的运行时间时，程序自动停止，整个过程结束。

f)在程序运行过程中，原始酸液位控制器不断采集原始酸液的液位变化，并传送给电脑，当达到预先设定的最低值时，会自动终止程序。

g)在程序运行过程中，纯酸液位控制器不断采集收集瓶重量的变化，并传送给电脑，当达到预先设定的最高值时，会自动终止程序。

后续将参考附图介绍根据本发明实施例的各个部件的结构和工作原理。

一、实施例1：集成式待纯化酸液位控制部件

根据本发明的一个实施例，酸纯化器配置有集成式待纯化酸液位控制部件。

图3(a)和(b)分别示出了根据本发明实施例的集成式待纯化酸液位控制部件300(例如，可用作图1中所示的部件E)的立体视图和剖面图。集成式待纯化酸液位控制部件300配置为将加液漏斗310、液位管320和排废液阀330一体化，待纯化酸通过加液漏斗310进入待纯化酸容器内部，液位管320的液位反映待纯化酸容器的液位，排废液阀330打开时能够排出废液。

盖子340盖在加液漏斗310上，固定螺丝孔350和360供通过螺丝将集成式待纯化酸液位控制部件300固定在如图2所示的待纯化酸容器1上。

370和380分别指示上接口部分和下接口部分，与待纯化酸容器内部联通。390指示排废液口，当打开头排废液阀330时，待纯化酸容器1中的溶液经由下接口部分380从排废液口390排出。

本实施例的集成式待纯化酸液位控制部件300能够集中实现加液、排液和液位监测功能，具体地：

加液：打开盖子340，向加液漏斗310倒入原始酸液，液体会通过上接口部分370和下接口部分380联通的上下两个通路进入酸纯化器主体内部。

排液：旋转排废液阀90°，废液将从排废液口390排出。

液位：通过观察液位管320，可以目测当前液位情况。

本实施例的集成式待纯化酸液位控制部件300将液位管、加液漏斗、排废液阀合而为一，既可以观察液位变化，又可以作为漏斗来加液，还可以排废液；避免了传统的漏斗、液位管和排废液阀互相分离的方案加完酸液前后漏斗需安装拆卸的麻烦，从而避免了漏斗存放过程中的污染。

二、实施例2：内置式温度传感器装置

如前所述，在传统的酸纯化器中，为避免温度传感器被高温强酸轻易地腐蚀，温度传感器均安装在容器外面，避免与强酸接触，但是这样的安装方式测量的是容器外壁的温度，无法反映酸液的真实温度，通常溶液温度与容器外壁的温度要相差5-20℃，温度的测量误差很大；而且现有技术中，通常温度控制器是多档位型的，而不是连续可调型，只能大概设定一个温度值，无法进行准确的温度设定。

根据本发明的实施例，提供了一种内置式温度传感器装置，温度传感器直接放置在酸液中。控制器设置温度阈值，接收酸液温度传感器测量的温度，将该温度与温度阈值相比较，并相应地控制加热器。

在一个示例中，采用热电偶型温度传感器和配套部件。该实施例的温度传感器装置需要解决两个问题：1、热电偶导线和热电偶头不能和酸液直接接触；2、热电偶头所接触的介质温度要等于或基本等于酸液的温度。

在一个示例中，采用毛细热电偶传导线(例如，外径约0.8mm)，将该热电偶穿入内径例如约1mm的PTFE(聚四氟乙烯)毛细管中，然后PTFE毛细管穿过支撑管内孔，并在绕管器上缠绕一周后又进入支撑管，然后两根PTFE毛细管再通过酸纯化器壁上的连接孔延伸出桶外。

在一个示例中，两条热电偶导线可以被置于聚四氟乙烯PTFE毛细管中，PTFE毛细管被置于支撑管中，支撑管被置于待纯化酸容器内，PTFE毛细管通过待纯化酸容器的器壁上的连接孔延伸到待纯化酸容器外。

在一个示例中，所述支撑管下端连接有绕管器，所述支撑管内的PTFE毛细管穿过支撑管内孔出来，并在绕管器上缠绕一周后又经支撑管的孔进入支撑管，然后沿着支撑管向上延伸，最后从支撑管的孔并通过待纯化酸容器的器壁上的连接孔延伸到待纯化酸容器外，其中热电偶头部分处于所述PTFE毛细管被缠绕的一周内，且热电偶头部分与PTFE毛细管接触。

在一个示例中，所述两条热电偶导线可以对向接触成看似一条导线，对向接触部分成为热电偶头。

图4(a)和(b)分别示出了根据本发明一个实施例的热电偶型温度传感器装置400的立体图和剖面图。

标号441指示例如进入支撑管410的热电偶传导线部分，其外部套有PTFE(聚四氟乙烯)毛细管。PTFE材料可耐受250度高温和强酸强碱腐蚀，相当于给热电偶穿上了一层保护膜，起到了防腐蚀的作用。这里PTFE材料可以被其他耐高温和强酸强碱腐蚀的材料代替。

然后热电偶传导线沿着支撑管410向下延伸，从支撑管410上的接近绕管壁420处的出口(未示出)伸出，然后在绕管器420上缠绕一周后又经支撑管410上的入口(未示出)进入支撑管410，然后沿支撑管410向上延伸，最后从支撑管420上部出口(未示出)伸出，然后从支撑管420伸出的部分442通过酸纯化器壁上的连接孔伸出酸纯化器外。热电偶感应头450位于所述PTFE毛细管缠绕在绕管壁420的一周内，例如如图所示处于绕管壁420的正下方处，以与酸液接触。通过绕管器圆形的回转方式，能够避免直接对折引起的PTFE毛细管容易破裂的问题。

为了使得热电偶感应头感测的温度为酸液的温度，进行热电偶导线和PTFE毛细管的直径设计，使得热电偶导线与PTFE毛细管紧密接触，例如，PTFE毛细管与热电偶导线之间的直径差小于2mm，优选小于1mm，更优选地小于0.5mm。

图5示出了根据本发明另一实施例的热电偶型温度传感器500的立体示意图。

如图5所示，在热电偶导线(两条)510外包裹着PTFE包裹层520。热电偶感应头即热电偶探头530所直接接触的介质温度应该等于或者基本等于酸液的温度，为此，应使得热电偶感应头紧密接触PTFE包裹层，PTFE包裹层直接接触酸液，可以认为PTFE包裹层的温度等于酸液的温度。为保证此热电偶感应头和PTFE包裹层的紧密接触，在图5所示的示例中，在热电偶感应头即探头的位置采用热压方法使探头与PTFE壁完美结合。进一步地，为杜绝外界冷空气进入而造成干扰，在导线上设计了多个密封点540，也采用热压方法密封。

热电偶传导线为例如毛细热电偶传导线，例如外径约0.8mm，热电偶表面包裹壁厚约例如0.5mm的PTFE包裹层。PTFE材料可耐受250度高温和强酸强碱腐蚀，相当于给热电偶穿上了一层保护膜，起到了防腐蚀的作用。并且探头位置通过热压方法与薄壁充分结合，测温更准确、更快速。

三、实施例3：冷凝器、半导体冷却器、纯酸临时收集装置和加热器

如前所述，传统的酸纯化器采用空气冷却或者自来水冷却方式。这两种方式均没有温度指示冷却效果；而且这两种方式容易受空气温度和自来水温度条件影响，一旦气温或水温上升，冷却效果将受影响；另外自来水冷却的方式，还有因停水而造成无法冷却的风险。

根据本发明实施例的冷凝器包括Peltier半导体冷却器、冷凝器主体、制冷剂温度传感器，其中Peltier半导体冷却器中冷却过的“冷水”，通过水泵的压力进入冷凝器主体对与冷凝器主体外壳接触的酸蒸汽进行冷却，“热水”再通过水泵进入Peltier半导体冷却器中冷却，周而复始，循环工作，制冷剂温度传感器测量Peltier半导体冷却器中制冷剂的温度。

图6示出了根据本发明实施例的冷凝器主体600的结构示例。

冷凝器主体600包括盖子部分610、中间体620、隔膜630、挡板640。

盖子部分610与中间体620之间以密封圈650密封。盖子部分610例如为PVDF材质，密封圈650例如为硅胶密封圈。标号660指示用于固定盖子的螺丝孔，标号670指示冷却水入口。

所述冷凝器主体600的底部为厚度小于预定阈值的隔膜630，隔膜与热酸蒸汽(由例如图1所示的加热器2加热待纯化酸溶液得到)接触，对热酸蒸汽进行冷却，冷凝后的纯化酸通过引流管进入纯化酸液收集瓶(例如图1所示的标号3指示的)。

冷凝器主体中部被挡板640分为两部分，以引导水流方向，使内部温度更均匀。

在Peltier半导体冷却器(图6中未示出)和冷凝器主体600之间的管路上，制冷剂温度传感器(图6中未示出)——例如毛细管式热电偶——被插进管路，并且插入口被进行了密封处理，保证不会有制冷剂渗出。这样的设计可保证热电偶检测的是制冷剂的实际温度，而不是管路外壁温度。毛细管式热电偶直径例如约1.0mm，便于弯曲。

针对酸纯化器长期在高腐蚀性环境下工作，Peltier半导体冷却器很容易被酸气腐蚀的问题，在一个示例中，将半导体冷却器放置在通风橱外(注意，酸纯化器的主体通常放置在通风橱内)，由此避免了与酸气的接触。在一个示例中，冷凝器主体(也可称之为换热器)采用PTFE材质，被半导体制冷器冷却过的制冷剂与酸蒸汽在冷凝器主体的底部隔膜630两侧进行热量交换，交换后的制冷剂被泵抽进冷却器重新冷却，周而复始地进行此过程。

被冷凝器冷凝后的纯酸液体一般被短暂收集然后引流到收集瓶中。

图7(a)和(b)示出了根据本发明实施例的纯酸临时收集装置700的结构示意图和剖面图。

酸蒸汽通过纯酸临时收集装置(或称之为收集瓶)700上的上升口710上升到冷凝器主体的隔膜之后被冷却，冷凝后的纯酸液体从隔膜顺着收集器的桶壁回流或者直接滴下到收集盘720上。收集盘720的上表面被设计为呈倾斜状，使得纯酸液体在重力作用下汇集在引流口730，通过引流管进入收集瓶。

下面描述根据本发明实施例的用于加热待纯化酸的加热器。

如前所述，现有技术的酸纯化器采用红外灯或电阻丝来作为热源，是明火，易引燃周围的易燃气体；而且一旦温度控制器失效，红外灯或电阻丝将继续加热，造成仪器烧毁甚至实验室火灾的巨大风险。

根据本发明一个实施例的酸纯化器采用PTC加热器，由于PTC(PositiveTemperatureCoefficient)，即正温度系数效应，电流通过元件后引起温度升高，即发热体的温度上升，一旦超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增高，从而限制电流增加，于是电流的下降导致元件温度降低。而温度的降低又会使电阻值的减小，从而电路电流增加，元件温度升高。周而复始，使温度保持在特定范围。PTC加热器发热时不发红，无明火，不易燃烧。即使温度控制器失效，PTC加热器也不会继续加热超过居里温度，不会产生燃烧危险。

根据本发明优选实施例，针对酸纯化器长期在高腐蚀性环境下工作，PTC加热器很容易被酸气腐蚀的问题，对加热器进行了特殊的设计，包括下列中任一项，但不限于这些，可以进行其他的设计：

(1)PTC加热器自身做了PTFE表面喷涂，可有效抵抗酸液酸气腐蚀；

(2)酸纯化器的主体和底座采用嵌套式连接设计，在两者之间形成一个封闭的空间，整个PTC加热器安装在这个封闭的空间，使得整个PTC加热器被主体和底座包裹，杜绝了与外界酸气的接触；

(3)另外，考虑到加热的均匀性，专门设计了面积远大于PTC加热器加热面的、厚度较薄例如厚为3mm的导热盘，此导热盘与酸纯化主体的底部紧密贴合，进行热量传导，可以有效改善因PTC加热器不能完全贴合酸纯化器主体的整个底部而导致的传热不均的问题。导热盘可以为导热性能非常好的纯铝材质，而且也可以进行PTFE表面喷涂。

图8(a)和(b)示出了根据本发明一个实施例的加热器800的结构的立体图和正视图。

如图8(a)和(b)所示，加热器800包括PTC加热器主体810和导热盘820。导热盘820的面积远大于PTC加热器主体810的面积，优选地，前者等于或者大于后者的1.5倍，导热盘820的面积可以根据酸纯化器主体的底部面积来设计，例如二者面积相当；另外导热盘820底面和PTC加热器主体810的顶面紧密贴合，进行热量传导，可以有效改善因PTC加热器不能完全贴合酸纯化器主体的整个底部而导致的传热不均的问题。

四、实施例4：待纯化酸非接触式液位传感器

如前所述，现有技术的酸纯化器中，没有液位传感器，考虑到酸纯化器长期在高温(高于100℃情况下)工作，如果液位传感器紧贴容器外壁安装的话，会很容易造成紧贴容器外壁的液位传感器过热而失效或损坏。根据本发明的一个实施例，酸纯化器的原始酸液位传感器采用非接触式超声波液位传感器，自动感应液位变化，一旦液位低于设置值，即发送电压信号给软件，软件即自动关机，避免了人员疏忽与重大火灾隐患；而且根据本发明实施例的特殊的液位传感器，其测量表面与容器外壁不直接接触，保持一定的、例如2mm的空间，避免了热量的快速积累而容易失效或损坏的问题，又避免了测量表面与溶液距离太远而丧失应有的灵敏度问题。

图9(a)和(b)示出了根据本发明实施例的配置有超声波液位传感器900的酸纯化器的立体图与剖面图。

如图9(b)所示，超声波液位传感器900按照在待纯化酸容器1的外表面，且与待纯化酸容器1的壁面之间存在距离d，d大于零。标号7指示酸纯化器的外壳。

根据本发明实施例的酸纯化器采用非接触式特别设计的超声波红外液位传感器，安装在容器的外表面，且不与容器表面接触，既避免了传感器与酸液直接接触被腐蚀的问题，又避免了传感器与高温的容器直接接触而造成的电路损坏的问题。

下面结合附图描述根据本发明实施例的用于间接感测纯酸液位的压力传感器。

图10(a)示出了根据本发明实施例的纯酸溶液收集瓶4和压力传感器及相关部分1000之间相对位置关系的立体示意图，图10(b)示出了根据本发明实施例压力传感器及相关部分1000的剖面图。

根据本发明一个实施例，压力传感器采用重量电阻应变式压力传感器，重量压力传感器不断采集收集瓶重量引起的压力的变化，并传送给电脑，当达到预先设定的最高值时，会自动终止酸纯化程序，避免了人员疏忽与重大化学腐蚀隐患。

在一个示例中，在收集瓶4下放置托盘1020，优选地收集瓶托盘1020采用翻边设计，可容纳20mL左右的滴漏的酸液，避免这些酸液乱流，防止酸液滴到传感器内部。在一个示例中，传感器1010在例如其支架处设计了漏液排出口1030，从而万一传感器内部有酸液进入，可及时排出。

所述压力传感器1010和/或其他部分，例如托盘、传感器固定螺丝孔1040、数据线孔1050可以进行PTFE表面喷涂或者本身即采用PTFE材质制作，能够防酸液腐蚀。

根据本发明的一个实施例，所有传感器采集的数据以及电脑软件发出的指令均可通过蓝牙或wifi方式传输，控制器(上位机以及下位机)可放在通风橱外，节约了通风橱空间，使用人员亦可远程控制。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种酸纯化器，包括：

待纯化酸容器，用于容纳待纯化酸；

加热器，用于加热待纯化酸容器，以得到热酸蒸汽；

冷凝器，配置为对于热酸蒸汽进行冷凝；

与冷凝器连接的纯化酸液收集瓶，用于收集冷凝后的纯化酸；

控制器，用于控制各个部件运行以进行酸纯化工艺，

酸液温度传感器，用于测量待纯化酸液体的温度；

其中控制器设置温度阈值，接收酸液温度传感器测量的温度，将该温度与温度阈值相比较，并相应地控制加热器,

其中所述冷凝器包括Peltier半导体冷却器、冷凝器主体和制冷剂温度传感器，

Peltier半导体冷却器中冷却过的“冷水”，通过水泵的压力进入冷凝器主体对与冷凝器主体外壳接触的酸蒸汽进行冷却，“热水”再通过水泵进入Peltier半导体冷却器中冷却，周而复始，循环工作，

制冷剂温度传感器测量Peltier半导体冷却器中制冷剂的温度。

2.根据权利要求1的酸纯化器，所述加热器为PTC加热器。

3.根据权利要求2的酸纯化器，还包括：

布置于PTC加热器上表面上的导热盘。

4.根据权利要求3的酸纯化器，

导热盘为纯铝材质，面积大于PTC加热器加热面，且与待纯化酸容器的底部紧密结合，以及

加热器和导热盘经过了PTFE表面喷涂。

5.根据权利要求1的酸纯化器，

所述冷凝器主体底部为厚度小于预定阈值的隔膜，隔膜与热酸蒸汽接触，对热酸蒸汽进行冷却，冷凝后的纯化酸通过引流管进入纯化酸液收集瓶。

6.根据权利要求1的酸纯化器，

冷凝器主体的中部被一个挡板分为两部分，以引导水流方向，使内部温度更均匀。

7.根据权利要求1的酸纯化器，所述制冷剂温度传感器采用毛细管式热电偶；

在半导体冷却器和冷凝器主体之间的管路上，毛细管式热电偶插进管路，并且插入口被进行了密封处理。

8.根据权利要求1的酸纯化器，冷凝器主体顶部被PVDF材质盖子密封，中间夹有硅胶密封圈。

9.根据权利要求1的酸纯化器，酸纯化器放置在通风橱内，但将所述半导体冷却器和控制器放置在通风橱外。

10.根据权利要求1的酸纯化器，冷凝器主体的材质为PTFE材质。