CN105445191B - 多通道原位测量气氛池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多通道原位测量气氛池，属于材料测试装置领域。解决现有的气氛池密闭效果差、不易控制且应用范围窄的问题。该多通道原位测量气氛池包括池体、底座和温控装置，所述的温控装置设置在池体和底座之间，池体的顶壁、左侧壁、右侧壁、前侧壁和后侧壁上分别设置五个光学窗口，前侧壁和后侧壁上的光学窗口倾斜对称设置，池体中央设置一个样品台，池体的左侧壁上对称设置两个通孔，其中一个通孔与气体快速接头连接，另一个通孔与液体管或注射管连接。本发明的气氛池可以同时用于三种光谱仪器设备的原位、同步测量，密闭性好，能耐住强腐蚀有机溶剂气氛的使用。

Description

多通道原位测量气氛池
技术领域
本发明属于材料测试装置领域,具体涉及一种多通道原位测量气氛池。
背景技术
随着高分子薄膜应用的越加广泛，对于高分子薄膜的研究已成为高分子材料科学的一项重要领域。其中溶剂气氛对薄膜进行诱导、退火、改性是一种改变高分子薄膜结构、形貌的重要处理方法。但由于溶剂气氛需要密闭性环境等原因，很多常规表征手段无法应用，因此这方面的许多研究工作都是离位进行的。而在离位研究中样品必须离开气氛环境，这时所测得的数据和气氛环境中的特性将会有差异性。因此，为了真实地还原动态变化过程，近年来，溶剂气氛下的原位研究在逐渐展开。目前的气氛池大多是利用液体池,不是专门的气氛池,存在以下的不足:
1、对于气氛的密闭性考虑不周全,不能耐住强腐蚀有机溶剂气氛的使用；
2、气氛环境的形成和改变不易控制；
3、自动化和远程控制功能欠缺；
4、应用范围窄,通常只适用于一种表征仪器。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的气氛池密闭效果差、不易控制且应用范围窄的问题，而提供一种多通道原位测量气氛池。
本发明提供一种多通道原位测量气氛池，包括池体、底座和温控装置，所述的温控装置设置在池体和底座之间，池体的顶壁、左侧壁、右侧壁、前侧壁和后侧壁上分别设置五个光学窗口，前侧壁和后侧壁上的光学窗口倾斜对称设置，池体中央设置一个样品台，池体的左侧壁上对称设置两个通孔，其中一个通孔与气体快速接头连接，另一个通孔与液体管或注射管连接。
本发明所述的池体为特氟隆池体。
本发明所述的观测窗口的材料为玻璃或聚酰亚胺膜。
本发明所述的底座为不锈钢底座。
本发明所述的控温装置包括红外加热线、电线、温控仪和温度传感器，红外加热线通过电线和温控仪连接,温度传感器与温控仪连接。
本发明所述的前侧壁和后侧壁的光学窗口的倾斜角度为20-90度。
本发明所述的前侧壁和后侧壁的光学窗口的倾斜角度为70度。
本发明所述的五个光学窗口的直径为20厘米。
本发明的有益效果
本发明提供一种多通道原位测量气氛池，该气氛池池体的四个侧壁和顶壁上分别设置五个光学窗口，可以同时用于三种光谱仪器设备的原位、同步测量，如光学显微镜，X射线散射测试和椭圆偏振光谱仪；同时采用耐腐蚀的一体特氟隆池体和全机械无胶密封，完全满足了高腐蚀性溶剂气氛测量的要求；池体的左侧壁上对称设置两个通孔，形成溶剂气氛形成通道，气氛环境可以通过溶剂注入和气体排出进行改变；同时，气氛池还包括温控装置，该温控装置由红外加热线绕成，既能耐腐蚀，又可通过热辐射远离加热，特别适用于密闭不流通系统。本发明的气氛池结构简单、操作方便，具有远程控制的功能，可以在无人的场合远程完成测量。
附图说明
图1是本发明多通道原位测量气氛池的立体示意图；
图2是本发明多通道原位测量气氛池的侧面剖视图；
图3是本发明多通道原位测量气氛池主体的另一种实施例的剖视图。
具体实施方式
本发明提供一种多通道原位测量气氛池，如图1和图2所示，包括池体1、底座2和温控装置4，所述的温控装置4设置在池体1和底座2之间，池体1的顶壁、左侧壁、右侧壁、前侧壁和后侧壁上分别设置五个光学窗口(1a、1b、1b’、1c、1c’)，前侧壁和后侧壁上的光学窗口(1c、1c’)倾斜对称设置，池体1中央设置一个样品台5，池体1的左侧壁上对称设置两个通孔，其中一个通孔3a与气体快速接头连接，另一个通孔3b与液体管或注射管连接。
本实施方式所述的池体1为特氟隆池体，该池体为一体式，池体1底边为长方形，底座2为不锈钢底座，底座2由两层构成，内藏各种电线和过孔，可以和各种仪器及样品台5固定连接，池体1和底座2使用垫圈和螺丝密封安装在一起。
本实施方式所述的多通道原位测量气氛池的池体也可以是分体式，如图3所示，池体1包括池体杯1-1和池体盖1-2，光学窗口1a设置在池体盖1-2上。
本实施方式所述的温控装置4为栅格结构4a，由红外加热线绕成，使用红外加热线缠绕以热辐射的方式加热，红外加热线通过电线和温控仪连接，温度传感器与温控仪连接，温控仪通过温度传感器4b测得的实时温度，通过电流变化来改变，温度传感器设置在样品台5下方，供给加热线电源和温度传感器信号的电线全部埋在金属底座内部。
本实施方式所述的池体1的顶壁、左侧壁、右侧壁、前侧壁和后侧壁上分别设置五个光学窗口(1a、1b、1b’、1c、1c’)，前侧壁和后侧壁的光学窗口(1c、1c’)倾斜对称设置，所述的倾斜角度可以根据样品测试要求而设置，优选为20-90度，五个光学窗口分别适用于对应的仪器种类，顶壁的光学窗口1a用于显微镜等仪器的光学形貌观测，光学窗口1a距离样品台5的垂直距离设置为2厘米，高倍观测时需要选择长焦显微镜，左侧壁和右侧壁设置的互相平行的一对光学窗口1b和1b’适用于X射线小角散射测量；前侧壁和后侧壁设置倾斜且对称的一对光学窗口1c和1c’，适用于椭圆偏振光谱仪的测量，光学窗口1c和1c’与水平的锐夹角为70度，与椭偏仪的入射和出射光线相垂直。
本实施方式所述的五个光学窗口均通过环形紧固件及密封环固定，光学窗口材料为厚度为1mm以内的玻璃或聚酰亚胺膜，五个光学窗口的直径优选为20厘米。
本实施方式所述的池体1的左侧壁上对称设置两个通孔(3a、3b)，形成溶剂注入通道和气体输出通道，其中一个通孔3a与气体快速接头连接，另一个通孔3b与液体管或注射管连接，所述的液体管与蠕动泵连接，可远程自动注入定量溶液或液体，或与注射器配合进行手动注入，池体1内设置有紧固液体管部件；所述气体快速接头正常处于封闭状态,插入气嘴则气体输出通道打开，可通过气管连接微型气体泵或直接与空气相通；所述蠕动泵及微型气泵的电源控制线长达10米，可以进行远程控制。
本实施方式所述的多通道原位测量气氛池使用过程如下：
1、放入薄膜样品，根据实验设备选择5个光学窗口的材料，密封整个池体，并与三种实验设备的光路进行同时对准；
2、温控装置调节到所需温度，注入特定量溶剂，形成气氛，开始原位采集三种数据；
3、判断实验结果，打开气管抽取池内气体，直至气体完全排出，实验数据达到平衡结束。如果在人无法进入的场合，将通过远程操控温控装置、各种液体泵和气泵来完成2-3步骤。

Claims (7)

1.一种多通道原位测量气氛池，其特征在于，包括池体(1)、底座(2)和温控装置(4)，所述的温控装置(4)设置在池体(1)和底座(2)之间，池体(1)的顶壁、左侧壁、右侧壁、前侧壁和后侧壁上分别设置五个光学窗口，前侧壁和后侧壁上的光学窗口倾斜对称设置，池体(1)中央设置一个样品台(5)，池体(1)的左侧壁上对称设置两个通孔，其中一个通孔(3a)与气体快速接头连接，另一个通孔(3b)与液体管连接；
所述的温控装置(4)包括红外加热线、电线、温控仪和温度传感器，红外加热线通过电线和温控仪连接,温度传感器与温控仪连接；
所述的顶壁光学窗口(1a)用于显微镜仪器的光学形貌观测，顶壁光学窗口(1a)距离样品台(5)的垂直距离设置为2厘米，高倍观测时需要选择长焦显微镜，左侧壁光学窗口(1b)和右侧壁光学窗口(1b’)互相平行设置，适用于X射线小角散射测量；前侧壁光学窗口(1c)和后侧壁光学窗口(1c’)倾斜且对称设置，适用于椭圆偏振光谱仪的测量，前侧壁光学窗口(1c)和后侧壁光学窗口(1c’)与水平的锐夹角为70度，与椭偏仪的入射和出射光线相垂直。
2.根据权利要求1所述的一种多通道原位测量气氛池，其特征在于，所述的池体(1)为特氟隆池体。
3.根据权利要求1所述的一种多通道原位测量气氛池，其特征在于，所述的观测窗口的材料为玻璃或聚酰亚胺膜。
4.根据权利要求1所述的一种多通道原位测量气氛池，其特征在于，所述的底座(2)为不锈钢底座。
5.根据权利要求1所述的一种多通道原位测量气氛池，其特征在于，所述的前侧壁光学窗口(1c)和后侧壁光学窗口(1c’)的倾斜角度为20-90度。
6.根据权利要求5所述的一种多通道原位测量气氛池，其特征在于，所述的前侧壁光学窗口(1c)和后侧壁光学窗口(1c’)的倾斜角度为70度。
7.根据权利要求1所述的一种多通道原位测量气氛池，其特征在于，所述的五个光学窗口的直径为20厘米。
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