CN106596327A - 遇水放气试验仪及其使用方法 - Google Patents

遇水放气试验仪及其使用方法 Download PDF

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万旺军
王琛
陈黎明
白广宇
徐慧
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N7/00Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour
    • G01N7/14Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by allowing the material to emit a gas or vapour, e.g. water vapour, and measuring a pressure or volume difference
    • G01N7/18Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by allowing the material to emit a gas or vapour, e.g. water vapour, and measuring a pressure or volume difference by allowing the material to react

Abstract

本发明公开了遇水放气试验仪及其使用方法,包括测试装置、底座装置、集气装置和监控装置;所述测试装置包括水浴箱、蓄水杯、反应瓶、加热管、水泵和注水机构;所述集气装置包括管路集合块、集气电机、集气机构;所述监控装置包括感应器、电源模块、触摸屏、控制器件和主板;所述触摸屏将控制信息通过主板传输给各感应器和控制器件,主板将感应器检测到的信息处理后,传输给触摸屏进行显示;本发明提供了一种遇水放气试验仪及其使用方法,来适应时代发展的检测设备,来对物质或混合物进行危险特性检测和分类。

Description

遇水放气试验仪及其使用方法
技术领域
本发明涉及用于确定物质与水起反应是否放出危险数量的、可能燃烧的气体,根据物质的相对危险性,自动判定物质适用的运输包装类别的装置,尤其涉及遇水放气试验仪。
背景技术
目前市场上的遇水放气试验仪普遍自动化程度低,安全性差,现有的设备已经难以满足检定要求,迫切需要使用符合标准要求,适应时代发展的检测设备来对这些物质或混合物进行危险特性检测和分类。因此继续新的遇水放气试验仪来符合市场及满足国际上的新标准。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供了一种遇水放气试验仪及其使用方法。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
一种遇水放气试验仪,包括测试装置、底座装置、集气装置和监控装置;所述测试装置包括水浴箱、蓄水杯、反应瓶、加热管、水泵和注水机构,所述水浴箱上设置有蓄水杯和反应瓶,水浴箱底部设置有加热管,用于仪器自检时对水浴箱内的水进行加热;所述注水机构设置在测试装置的后面,注水机构包括注水电机、第一联轴器、第一丝杆、第一滑块、第一注射器推板;注水电机通过第一联轴器带动第一滑块、第一注射器推板沿着第一丝杆上下移动,并通过上下移动将蓄水杯中的水抽到第一注射器中;所述集气装置包括管路集合块、集气电机、集气机构,所述集气电机通过集气机构将集气瓶中的水分别压入相应的位置中;所述监控装置包括感应器、电源模块、触摸屏、控制器件和主板,所述感应器、电源模块、控制器件与主板电性连接,并受其控制;所述触摸屏设置在测试装置上方,所述感应器包括测温器件、压力传感器和气体流量计,所述测温器件包括第一铂电阻和第二铂电阻分别设置在测试装置远离天平的一侧和集气装置连接的集气瓶的瓶盖上,第一铂电阻用于测量水浴箱的水温,第二铂电阻用于测量集气瓶中气体的温度;所述电源模块设置在底座装置上,控制整个仪器的供电;所述触摸屏将控制信息通过主板传输给各感应器和控制器件,主板将感应器检测到的信息处理后,传输给触摸屏进行显示。
进一步的,所述测试装置还包括冷水机和水泵,所述冷水机设置在触摸屏的后面,水泵设置在冷水机和水浴箱之间;所述水浴箱的水经过管路,并通过水泵进入冷水机,经过冷水机器制冷后回到水浴箱,以此保持水浴箱恒温。
进一步的,所述底座装置包括底脚和底板,所述底板下端设置有底脚,所述底脚设置有5个,用于支撑仪器。
进一步的,所述底板上设置有天平,天平上设置集气瓶,天平用以称量集气瓶搜集的物质体积,所述天平采用高精度测量仪,精确到0.01mg。
进一步的,所述集气装置的集气机构包括第二联轴器、第二丝杆、第二滑块、第二注射器推板和第二注射器,所述集气瓶与管路集合块通过管路进行连接,分流输送过来的物质,集气电机通过第二联轴器带动第二滑块、第二注射器推板沿着第二丝杆,将集气瓶中的输送过来的物质分别压入相应的第二注射器中。
进一步的,所述集气装置还包括采样口,所述采样口设置在集气瓶远离测试装置的一侧,用于采集试验后气体的试样;所述管路通过管夹设置在仪器外壳的上部进行固定。
进一步的,所述监控装置的主板受控制驱动器驱动,并受其控制;所述控制驱动器受触摸屏启动,并受其控制。
进一步的,所述主板设置用于外接的USB接口、压力传感器、集气电磁阀、蓄水杯电磁阀、电磁阀、真空电磁阀、真空泵、水泵、固态继电器、串口继电器控制模块、第一温度信号隔离变送器、第二温度信号隔离变送器、气体流量计、温控板,并与主板电性连接,受其控制。
进一步的,所述电源模块包括第一电源控制模块、第二电源控制模块、主板电源和三合一开关,设置在底板上,用于为控制系统供电,三合一开关用于与外部电源相连接;所述控制器件包括固态继电器、串口继电器控制模块、第一温度信号隔离变送器、第二温度信号隔离变送器、温控板、集气电磁阀、蓄水杯电磁阀、电磁阀和真空电磁阀,固态继电器和串口继电器控制模块用于控制电路的通断;第一温度信号隔离变送器和第二温度信号隔离变送器用于将温度转化为电子元器件可读信号;温控板用于调节温度进行恒温控制;集气电磁阀、蓄水杯电磁阀、电磁阀及真空电磁阀用于控制气路及水路的通断。
根据权利要求1所述的遇水放气试验仪的操作方法步骤如下:
101准备样品:将反应瓶、集气瓶、蓄水杯和水浴箱准备好,并放入相应实验用物质;
102输入信息,检测装置:准备好样品后,开机启动,通过触摸屏输入相关的试验信息,输入信息后点击自检,确保仪器的测试装置、集气装置和监控装置都正常运作,测量精准;
103 试验内容:自检后,正式试验放入待检测物质,将集气瓶放在天平25上开始试验,点击触摸屏上“开始试验”按钮,试验过程包括大气压采集、水浴温度控、抽真空、充入氮气恢复平衡、注水电机抽取100ml水并注射到反应瓶中与待检测物质发生反应,反应完成进行测量,真空抽取试样,触摸屏上自动绘出各项曲线;
104 试验汇总修改:触摸屏中将根据当前试验的数据对物质进行归类,确认待测物质所需最终包装类别。
本发明相比现有技术优点在于:
仪器采用定量充液的方法,排除管路残留气体,保证试验准确性;试验根据查理定律换算至标况数据再显示,保证试验数据的一致性;试验过程维持20℃恒温,并加入系统保压能力自校,保证测量精度;自动计量系统和温度/压力检测系统配合,精确计算气体释放精度;容器和管路均为耐酸碱腐蚀材料,保证仪器使用寿命;采用磁力搅拌技术,将搅拌系统和反应容器分离,清洁无污染;电磁式主动泄压、机械式被动泄压和手动泄压三种泄压方式,保证试验安全;配备氮气冲洗系统,试验后可自动快速清洁反应瓶和管路;配备气体收集袋,收装清洗废气,保证环境清洁和安全;仪器自检报警系统,试验完成自动声光提醒;支持网络连接,实现远程操控和数据传输;自动记录原始数据,自动绘制时间-速率曲线,自动判断试验结果;底部配有刹车功能的平板脚轮,便于搬运;采用电磁称重模块,自身具备防震垫缓冲措施,防护等级IP65。
附图说明
图1为本发明的前视立体图;
图2为本发明的集气机构的前视立体图;
图3为本发明的后视立体图;
图4为本发明的集气机构的后视立体图。
附图标记:底脚1;底板2;出水口3;USB接口4;温控板5;第一铂电阻6;液位开关7;水浴箱8;蓄水杯9;显示屏10;反应瓶11;压力传感器12;自锁开关13;集气电磁阀14;急停开关15;第二铂电阻16;管夹17;固态继电器18;蓄水杯电磁阀19;主板20;第一温度信号隔离变送器21;集气瓶22;主板电源23;采样口24;天平25;气体流量计26;第二温度信号隔离变送器27;串口继电器控制模块28;管路集合块29;集气电机30;第二注射器31;第二联轴器32;第二注射器推板33;第二滑块34;第二丝杆35;电磁阀36;真空电磁阀37;水泵38;注水电机39;第一联轴器40;第一注射器41;第一滑块42;第一注射器推板43;加热管44;第一丝杆45;进气口46;三合一开关47;冷水机48;真空泵49;第一电源控制模块50;第二电源控制模块51。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示,遇水放气试验仪,包括测试装置、底座装置、集气装置和监控装置。
所述测试装置包括水浴箱8、蓄水杯9、反应瓶11、加热管44、水泵38和注水机构,所述水浴箱8上设置有蓄水杯9和反应瓶11,所述反应瓶11用于放置待测物质。所述测试装置还包括冷水机48和水泵38,所述冷水机48设置在触摸屏10的后面,水泵38设置在冷水机38和水浴箱8之间。所述水浴箱8底部设置有加热管44,用于仪器自检时对水浴箱8内的水进行加热,若水温超过设定的温度,水浴箱8的水自动经过管路,并通过水泵38进入冷水机48,经过冷水机48制冷后回到水浴箱8,以此保持水浴箱8恒温。所述注水机构设置在测试装置的后面,注水机构包括注水电机39、第一联轴器40、第一丝杆45、第一滑块42、第一注射器推板43。注水电机39通过第一联轴器40带动第一滑块42、第一注射器推板43沿着第一丝杆45上下移动,并通过上下移动将蓄水杯9中的水抽到第一注射器41中,然后注射器41中的水会自动注入反应瓶11使其与待测物质发生反应后放出气体。所述待测物质可以液体也可以是固体。
在水浴箱8的一侧安装有第一铂电阻6用于测量水浴箱8的水温,液位开关7用于检测水浴箱8的水位是否异常,若有异常,仪器在自检时触摸屏10会弹出相应的提示框。出水口3用于试验完毕将水浴箱8的水排出。进气口46连接氮气用于试验结束后自动快速清洁反应瓶11及管路。
所述底座装置包括底脚1和底板2,所述底板2下端设置有底脚1,所述底脚1设置有5个,用于支撑仪器。所述底板2上设置有天平25,天平25上设置集气瓶22,天平25用以称量集气瓶22搜集的物质体积,所述天平25采用高精度测量仪,精确到0.01mg,高精度测量仪采用梅特勒ME55电子天平。
所述集气装置包括管路集合块29、集气电机30、集气机构,所述集气电机30通过集气机构将集气瓶22中的水分别压入相应的位置中。所述集气机构包括第二联轴器32、第二丝杆35、第二滑块34、第二注射器推板33和第二注射器31,所述集气瓶22与管路集合块29通过管路进行连接,分流输送过来的物质,集气电机30通过第二联轴器32带动第二滑块34、第二注射器推板33沿着第二丝杆35,将集气瓶22中的输送过来的物质分别压入相应的第二注射器31中。即集气瓶22在放出气体的压力作用下,管路通过管路集合块29进行分流,再由集气电机30通过第二联轴器32带动第二滑块34、第二注射器推板33沿着第二丝杆35,将集气瓶22中的输送过来的物质分别压入相应的第二注射器31中。集气瓶22盖上安装有第二铂电阻16用于测量集气瓶中气体的温度。集气装置还包括采样口24,所述采样口24设置在集气瓶22远离测试装置的一侧,用于采集试验后气体的试样;所述管路通过管夹17设置在仪器外壳的上部进行固定。
所述监控装置包括感应器、电源模块、触摸屏10、控制器件和主板20,所述感应器、电源模块、控制器件与主板20电性连接,并受其控制,所述触摸屏10通过启动控制驱动器来控制主板20的驱动,用于控制整个仪器的运作。所述触摸屏10设置在测试装置上方,将控制信息通过主板传输给各感应器和控制器件,主板将感应器检测到的信息处理后,传输给触摸屏10进行显示。所述感应器包括测温器件、压力传感器12和气体流量计26,所述测温器件包括第一铂电阻6和第二铂电阻16分别设置在测试装置远离天平的一侧和集气装置连接的集气瓶的瓶盖上,第一铂电阻6用于测量水浴箱8的水温,第二铂电阻16用于测量集气瓶中气体的温度。压力传感器12用于检测试验大气环境中的大气压力状况。气体流量计26用于测量气体流量。压力传感器12和气体流量计26都设置与集气装置靠近测试装置的一侧,并且压力传感器在气体流量计的上面。这样使得测量方便准确,而且能合理的运用空间,减少了仪器占据的空间位置,降低了一定的成本,并且十分容易在损坏时进行更换。
所述电源模块包括第一电源控制模块50、第二电源控制模块51、主板电源23和三合一开关47,设置在底板2上,用于为整个仪器供电,三合一开关47用于与外部电源相连接。电源装置还包括急停开关15和自锁开关13,所述急停开关15和自锁开关13设置在触摸屏的右侧,急停开关15用于对遇水放气试验仪进行紧急停止。
所述主板20设置用于外接的USB接口4、压力传感器12、集气电磁阀14、蓄水杯电磁阀19、电磁阀36、真空电磁阀37、真空泵49、水泵38、固态继电器18、串口继电器控制模块28、第一温度信号隔离变送器21、第二温度信号隔离变送器27、气体流量计26、温控板5,并与主板20电性连接,受其控制。所述控制器件包括固态继电器18、串口继电器控制模块28、第一温度信号隔离变送器21、第二温度信号隔离变送器27、温控板5、集气电磁阀14、蓄水杯电磁阀19、电磁阀36和真空电磁阀37,固态继电器18和串口继电器控制模块28用于控制电路的通断;第一温度信号隔离变送器21和第二温度信号隔离变送器27用于将温度转化为电子元器件可读信号;温控板5用于调节温度进行恒温控制;集气电磁阀14、蓄水杯电磁阀19、电磁阀36及真空电磁阀37用于控制气路及水路的通断。
所述的遇水放气试验仪的操作方法具体步骤如下:
101准备样品:将反应瓶11、集气瓶22、蓄水杯9和水浴箱8准备好,并放入相应实验用物质。反应瓶11要擦拭干净,确保干燥,向反应瓶11中加入适量的待测物质,拧紧瓶盖,放回试验平台。集气瓶22中加入1500ml水,拧紧瓶盖,放回试验平台。向蓄水杯9和水浴箱8内加入足量的水。
102输入信息,检测装置:准备好样品后,开机启动,通过触摸屏10输入试验人员、试验物质、试验编号、物质质量、纯水密度、物质性状说明处输入其他相关的试验信息等,输入信息后点击自检,确保仪器的测试装置、集气装置和监控装置都正常运作,测量精准;
103 试验内容:自检后,正式试验放入待检测物质,将集气瓶22放在天平25上开始试验,集气瓶一定要要轻拿轻放,以免弄坏天平影响测量的准确性。点击触摸屏10上“开始试验”按钮,试验过程包括大气压采集、水浴温度控、抽真空、充入氮气恢复平衡、注水电机39抽取100ml水并注射到反应瓶11中与待检测物质发生反应,根据监控装置会测得当前放气速率、最大放气速率、当前放气体积和放气时间,从而绘制速率-时间曲线将会在触摸屏10的试验界面显示出各项曲线。反应完成后会进行真空抽取试样测量。
104 试验汇总修改:触摸屏10中将根据当前试验的数据对物质进行归类,确认待测物质所需最终包装类别。
任何物质,如果在该试验环境温度下遇水起激烈反应并且所产生的气体通常显示自燃的倾向,或者在环境温度下遇水容易起反应,释放易燃气体的速度等于或大于每千克物质在任何一分钟内释放10升,应划为Ⅰ类包装。
任何物质,如果在该环境温度下遇水容易起反应,释放易燃气体的的最大速度等于或大于每千克物质每小时释放20升,并且不符合Ⅰ类包装的标准,应划为Ⅱ类包装。
任何物质,如果在该环境温度下遇水反应缓慢,释放易燃气体的最大速度大于每千克每小时释放1升,并且不符合Ⅰ类包装和Ⅱ类包装的标准,应划为Ⅲ类包装。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (10)

1.遇水放气试验仪,其特征在于,包括测试装置、底座装置、集气装置和监控装置;所述测试装置包括水浴箱(8)、蓄水杯(9)、反应瓶(11)、加热管(44)、水泵(38)和注水机构,所述水浴箱(8)上设置有蓄水杯(9)和反应瓶(11),水浴箱(8)底部设置有加热管(44),用于仪器自检时对水浴箱(8)内的水进行加热;所述注水机构设置在测试装置的后面,注水机构包括注水电机(39)、第一联轴器(40)、第一丝杆(45)、第一滑块(42)、第一注射器推板(43);注水电机(39)通过第一联轴器(40)带动第一滑块(42)、第一注射器推板(43)沿着第一丝杆(45)上下移动,并通过上下移动将蓄水杯(9)中的水抽到第一注射器(41)中;所述集气装置包括管路集合块(29)、集气电机(30)、集气机构,所述集气电机(30)通过集气机构将集气瓶(22)中的水分别压入相应的位置中;所述监控装置包括感应器、电源模块、触摸屏(10)、控制器件和主板(20),所述感应器、电源模块、控制器件与主板电性连接,并受其控制;所述触摸屏(10)设置在测试装置上方,所述感应器包括测温器件、压力传感器和气体流量计,所述测温器件包括第一铂电阻(6)和第二铂电阻(16)分别设置在测试装置远离天平的一侧和集气装置连接的集气瓶的瓶盖上,第一铂电阻(6)用于测量水浴箱(8)的水温,第二铂电阻(16)用于测量集气瓶中气体的温度;所述电源模块设置在底座装置上,控制整个仪器的供电;所述触摸屏(10)将控制信息通过主板传输给各感应器和控制器件,主板将感应器检测到的信息处理后,传输给触摸屏(10)进行显示。
2.根据权利要求1所述的遇水放气试验仪,其特征在于:所述测试装置还包括冷水机(48)和水泵(38),所述冷水机(48)设置在触摸屏(10)的后面,水泵(38)设置在冷水机(48)和水浴箱(8)之间;所述水浴箱(8)的水经过管路,并通过水泵(38)进入冷水机(48),经过冷水机(48)制冷后回到水浴箱(8),以此保持水浴箱(8)恒温。
3.根据权利要求1所述的遇水放气试验仪,其特征在于:所述底座装置包括底脚(1)和底板(2),所述底板(2)下端设置有底脚(1),所述底脚(1)设置有5个,用于支撑仪器。
4.根据权利要求1所述的遇水放气试验仪,其特征在于:所述底板(2)上设置有天平(25),天平(25)上设置集气瓶(22),天平(25)用以称量集气瓶(22)搜集的物质体积,所述天平(25)采用高精度测量仪,精确到0.01mg。
5.根据权利要求4所述的遇水放气试验仪,其特征在于:所述集气装置的集气机构包括第二联轴器(32)、第二丝杆(35)、第二滑块(34)、第二注射器推板(33)和第二注射器(31),所述集气瓶(22)与管路集合块(29)通过管路进行连接,分流输送过来的物质,集气电机(30)通过第二联轴器(32)带动第二滑块(34)、第二注射器推板(33)沿着第二丝杆(35),将集气瓶(22)中的输送过来的物质分别压入相应的第二注射器(31)中。
6.根据权利要求1所述的遇水放气试验仪,其特征在于:所述集气装置还包括采样口(24),所述采样口(24)设置在集气瓶(22)远离测试装置的一侧,用于采集试验后气体的试样;所述管路通过管夹(17)设置在仪器外壳的上部进行固定。
7.根据权利要求1所述的遇水放气试验仪,其特征在于:所述监控装置的主板(20)受控制驱动器驱动,并受其控制;所述控制驱动器受触摸屏(10)启动,并受其控制。
8.根据权利要求1或权利要求7所述的遇水放气试验仪,其特征在于:所述主板设置用于外接的USB接口(4)、压力传感器(12)、集气电磁阀(14)、蓄水杯电磁阀(19)、电磁阀(36)、真空电磁阀(37)、真空泵(49)、水泵(38)、固态继电器(18)、串口继电器控制模块(28)、第一温度信号隔离变送器(21)、第二温度信号隔离变送器(27)、气体流量计(26)、温控板(5),并与主板(20)电性连接,受其控制。
9.根据权利要求1所述的遇水放气试验仪,其特征在于:所述电源模块包括第一电源控制模块(50)、第二电源控制模块(51)、主板电源(23)和三合一开关(47),设置在底板(2)上,用于为控制系统供电,三合一开关(47)用于与外部电源相连接;所述控制器件包括固态继电器(18)、串口继电器控制模块(28)、第一温度信号隔离变送器(21)、第二温度信号隔离变送器(27)、温控板(5)、集气电磁阀(14)、蓄水杯电磁阀(19)、电磁阀(36)和真空电磁阀(37),固态继电器(18)和串口继电器控制模块(28)用于控制电路的通断;第一温度信号隔离变送器(21)和第二温度信号隔离变送器(27)用于将温度转化为电子元器件可读信号;温控板(5)用于调节温度进行恒温控制;集气电磁阀(14)、蓄水杯电磁阀(19)、电磁阀(36)及真空电磁阀(37)用于控制气路及水路的通断。
10.根据权利要求1所述的遇水放气试验仪的操作方法,其特征在于:
101准备样品:将反应瓶(11)、集气瓶(22)、蓄水杯(9)和水浴箱(8)准备好,并放入相应实验用物质;
102输入信息,检测装置:准备好样品后,开机启动,通过触摸屏(10)输入相关的试验信息,输入信息后点击自检,确保仪器的测试装置、集气装置和监控装置都正常运作,测量精准;
103 试验内容:自检后,正式试验放入待检测物质,将集气瓶(22)放在天平(25)上开始试验,点击触摸屏(10)上“开始试验”按钮,试验过程包括大气压采集、水浴温度控、抽真空、充入氮气恢复平衡、注水电机(39)抽取100ml水并注射到反应瓶(11)中与待检测物质发生反应,反应完成进行测量,真空抽取试样,触摸屏(10)上自动绘出各项曲线;
104 试验汇总修改:触摸屏(10)中将根据当前试验的数据对物质进行归类,确认待测物质所需最终包装类别。
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