CN108956369A - 测量发热器具产生水蒸气量的测量仪和水蒸气量检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量发热器具产生水蒸气量的测量仪和水蒸气量检测方法，所述的测量仪，包括空气气源、氮气气源、第一干燥装置、第一冷凝装置、带有恒温夹套的密闭的恒温反应筒和第二冷凝装置，空气气源和干燥氮气气源通过三通调节阀，与第一干燥装置、第一冷凝装置、恒温反应筒和第二冷凝装置连通，恒温反应筒设有进气口和出气口，进气口与第一冷凝装置相连通，出气口与第二冷凝装置相连通；本发明可以用于发热器具产生水蒸气量的定量检测。本发明可以模拟正常发热时的室温条件，并且温度恒温稳定，易于控制，测量仪器整体上结构简单，制造成本低，且便于操作，检测精度高，重复性好，便于工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种发热器具产生水蒸气量的装置和水蒸气量检测方法。
背景技术
一直以来，将具有透气性的包覆材料内封入自发热组合物，从而产生水蒸气的发热体被广泛应用，市场上的具有产生水蒸气的自发热产品各类有很多,特别是蒸汽眼罩的应用最为广泛，但是对于产生的水蒸气的量的测量比较困难，市场上也没有具体的测量仪器，对于产生的水蒸气的量的测定成为了行业内的一大难点。
而在现有的技术中，中国专利，申请号：99805684.7，名称为蒸汽发生垫中公布了一种测量水蒸气量的装置，其中用于证明发热器具中水蒸气的质量减少，发热体的质量发生了变化的方法为“发热体的质量是在使发热体层叠于片材的步骤中，测定片材质量，将发热体层叠于片材后再次测定质量，计算两者的差值而求出”。再算出测定的蒸气的量与发热体的变化量的比值，从而算出每质量的发热体所产生的水蒸气量，但这样求出的发热体的变化量不准确，因为发热体与空气中的氧气发生反应，产出一定量的水蒸气，但因为有氧气的进入，发热体最终生成的物质是有所增加的，所以从中得出的每质量的发热体所产生的水蒸气量也是不准确的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量发热器具产生水蒸气量的测量仪和水蒸气量检测方法，以满足相关领域应用的需要。
所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪，包括空气气源、氮气气源、第一干燥装置、第一冷凝装置、带有恒温夹套的密闭的恒温反应筒和第二冷凝装置；
所述的空气气源和干燥氮气气源分别通过三通调节阀，依次通过管线与第一干燥装置、第一冷凝装置、恒温反应筒和第二冷凝装置串联连通；
所述的恒温反应筒设有进气口和出气口，所述的进气口与所述的第一冷凝装置相连通，所述的出气口与第二冷凝装置相连通；
本发明所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪可以用于发热器具产生水蒸气量的定量检测。
本发明的有益效果是：
通过带有恒温夹套的密闭的恒温反应筒，可以模拟正常发热时的室温条件，并且温度恒温稳定，易于控制；空气中的水份通过一次干燥、一次冷凝的双重处理，水份除去更彻底，并且空气排出口设置有第二干燥装置，可以防止空气中的水份从排出口进入到装置内，测量仪器整体上结构简单，制造成本底，且便于操作，检测精度高，重复性好，便于工业化应用。
附图说明
图1为测量发热器具产生水蒸气量的测量仪结构示意图。
图2为第一冷凝装置和第二冷凝装置结构示意图。
具体实施方式
参见图1，所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪，包括：空气气源1、氮气气源12、第一干燥装置2、第一冷凝装置3、带有恒温夹套7的密闭的恒温反应筒4和第二冷凝装置5；
所述的空气气源1和干燥氮气气源12分别通过三通调节阀9，依次通过管线与第一干燥装置2、第一冷凝装置3、恒温反应筒4和第二冷凝装置5串联连通；
所述的恒温反应筒4设有进气口401和出气口402，所述的进气口401与所述的第一冷凝装置3相连通，所述的出气口402与第二冷凝装置5相连通；
优选的，还包括第二干燥装置6，所述的第二干燥装置6与所述的第二冷凝装置5通过管线相连通；
优选的，还包括流量计8，所述的流量计8设置在第一干燥装置2与所述的第一冷凝装置3之间的管线上；
优选的，所述的空气气源1为空气压缩机；
优选的，所述的第一干燥装置和第二干燥装置为装有干燥剂的玻璃管，且两端设有进气口和出气口，所述的干燥剂无水氯化钙、无水硫酸镁、固体氢氧化钠和碱石灰等，优选无水氯化钙；
参见图2，优选的，所述的第一冷凝装置和第二冷凝装置包括装有冷凝剂100的密闭的杯体10和U型冷凝管11，所述的U型冷凝管11的两端分别伸出所述的杯体10外，一端为空气入口1101，另一端为空气出口1102，所述的U型冷凝管11的下部设有集水球110，所述的冷凝剂优选为液氮；
优选的，所述的夹套设有进水口402和出水口403；
采用上述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪对发热器具产生水蒸气量进行测量的方法，包括如下步骤：
(1)将恒温的水送入夹套401，保持恒温反应装置内的温度恒定在设定的温度，一般为20～25℃；
(2)将被测发热器具放入恒温反应装置内；
(3)启动空气气源1，切换三通调节阀9，使得空气通过三通调节阀9，并控制流量为0.8～1L/min，记录初始时间t0，空气依次通过第一干燥装置2、气流测速装置和第一冷凝装置3，将经过干燥处理过的空气通过恒温反应装置的进气口进入恒温反应装置，与被测发热器具100进行反应，最后空气再通过恒温反应装置的出气口，进入第二冷凝装置，通过第二冷凝装置将空气中的水蒸汽的进行冷凝液化，冷凝液化后的空气再经过第二干燥装置排入大气中，其中第二干燥装置是防止大气中的带有水蒸汽空气的通过空气回流进行第二冷凝装置内；
(4)经过预定时间后，关闭空气气源1，记录时间t1；
(5)切换三通调节阀9，启动氮气气源12，将干燥氮气经过第一干燥装置、流量计8和第一冷凝装置后输送至恒温反应装置内，将恒温反应装置内的空气全部排出，并依次经过第二冷凝装置和第二干燥装置排出到大气中；
所述的干燥氮气为经过干燥的纯氮气，可采用常规的方法，如将纯氮气通过干燥剂氯化钙等将纯氮气中的水份去除；
(6)关闭三通调节阀9，将所述的第二冷凝装置冷凝管11称重，记为G1，G0为第二冷凝管11初始重量；
(7)空白试验：重复上述步骤(1)至步骤(6)，恒温反应装置内不放入发热器具，记录相同的时间内第二冷凝装置内得到的水重量G2；
被测发热器具实际的产生水蒸气量G为：
G＝G1-G0-G2，单位时间发热器具发热时产生的水蒸汽的量：G3/(t1-t0)。
实施例1～3
采用图1所示的装置，对发热器具产生的水蒸气量进行检测，所述的发热器具如中国专利，专利号:201410145975.3,专利名称：薄片型自发热体及其制备方法和应用的专利公开的自发热片。
检测方法如下：
(1)将恒温的水送入夹套401，保持恒温反应装置内的温度恒定25℃；
(2)将所述的被测发热器具放入恒温反应装置内；
(3)启动空气气源1，切换三通调节阀9，使得空气通过三通调节阀9，并控制流量为1L/min，记录初始时间t0，空气依次通过第一干燥装置2、流量计8和第一冷凝装置3，将经过干燥处理过的空气通过恒温反应装置的进气口进入恒温反应装置，与被测发热器具100进行反应，最后空气再通过恒温反应装置的出气口，进入第二冷凝装置，通过第二冷凝装置将空气中的水蒸汽的进行冷凝液化，冷凝液化后的空气再经过第二干燥装置排入大气中，其中第二干燥装置是防止大气中的带有水蒸汽空气的通过空气回流进行第二冷凝装置内；
(4)经过预定时间后，关闭空气气源1，记录时间t1；
(5)切换三通调节阀9，启动氮气气源12，将干燥氮气经过第一干燥装置、气流测速装置和第一冷凝装置后输送至恒温反应装置内，将恒温反应装置内的空气全部排出，并依次经过第二冷凝装置和第二干燥装置排出到大气中；
所述的干燥氮气为经过干燥的纯氮气，可采用常规的方法，如将纯氮气通过干燥剂氯化钙等将纯氮气中的水份去除；
(6)关闭三通调节阀9，将所述的第二冷凝装置冷凝管11称重，记为G1，G0为第二冷凝管11初始重量；
(7)空白试验：重复上述步骤(1)至步骤(6)，恒温反应装置内不放入发热器具，记录相同的时间内第二冷凝装置内得到的水重量G2；
被测发热器具实际的产生水蒸气量G为：
G＝G1-G0-G2，单位时间发热器具发热时产生的水蒸汽的量：G3/(t1-t0)。
结果见表1；
表1
| 实施例 | G0/g | G1/g | G2/g | G/g | G/(t1-t0)/g/min |
| 1 | 15.4067 | 15.6981 | 0.0333 | 0.2581 | 0.0129 |
| 2 | 15.4067 | 15.7373 | 0.0191 | 0.3115 | 0.0156 |
| 3 | 15.4067 | 15.7955 | 0.0291 | 0.3597 | 0.0180 |
| 平均值 | 15.4067 | 15.7436 | 0.0272 | 0.3098 | 0.0155 |
从表1可以看出，经过3次对发热器具产生的蒸气的量测试，被测发热器具实际的产生水蒸气量G略有不同，是因为每个发热器具产生的蒸汽量略有不同，不蒸汽在收集过程中有也存在一定的误差；发热器具实际的产生水蒸气量G的平均值为0.3098g，单位时间发热器具发热时产生的水蒸汽的量：G/(t1-t0)的平均值为0.0155g/min。
实施例4
采用如下方法对上述发热器具产生的蒸气的量进行测试方法进行鉴定，在一定的误差范围内，证明该方法是准确性和可行性；
(1)分别取A、B、C三个大小、重量都相同的玻璃片器皿，玻璃片器皿上滴有一定量的水，称取滴有一定量水后玻璃片器皿的重量GA0、GB0、GC0；
(2)采用实施例1中相同的测量仪和测量方法，在相同的温度和相同的时间内，依次测试滴有一定量水后的玻璃片器皿A、B和C产生的水蒸汽的量GA1、GB1、GC1；
(3)依次称量经测试过后，测量仪器内滴有一定量水后的玻璃片器皿A、B和C的重量GA2、GB2、GC2。
检测被测滴有一定量水后的玻璃片器皿的重量为：G0＝G1+G2；测定结果如下表-2所示；
滴有一定量水后的玻璃片器皿测试表-2
| 序号 | G0/g | G1/g | G2/g | G1+G2 |
| A | 23.2034 | 0.0136 | 23.1879 | 23.2015 |
| B | 23.2034 | 0.0097 | 23.1916 | 23.2013 |
| C | 23.2034 | 0.0132 | 23.1887 | 23.2019 |
| 平均值 | 23.2034 | 0.0125 | 23.1877 | 23.2015 |
从上表可以看出，经过3次对滴有一定量水后的玻璃片器皿进行测试，测试后的G0的重量与G1+G2的重量略有不同，在测试过程中，水蒸汽的收集过程中会存在一定的误差，从3次测试结果的平均值来看，存在的误差很小，平均误差值为0.0019，所以在一定的误差范围内，该测量发热器具产生水蒸气量的测量仪是准确可行的。
Claims (10)
1.测量发热器具产生水蒸气量的测量仪，其特征在于，包括空气气源(1)、氮气气源(12)、第一干燥装置(2)、第一冷凝装置(3)、带有恒温夹套(7)的密闭的恒温反应筒(4)和第二冷凝装置(5)；
所述的空气气源和干燥氮气气源分别通过三通调节阀，依次通过管线与第一干燥装置、第一冷凝装置、恒温反应筒和第二冷凝装置串联连通；
所述的恒温反应筒设有进气口(401)和出气口(402)，所述的进气口与所述的第一冷凝装置相连通，所述的出气口与所述第二冷凝装置相连通。
2.根据权利要求1所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪，其特征在于，还包括第二干燥装置(6)，所述的第二干燥装置与所述的第二冷凝装置通过管线相连通。
3.根据权利要求1所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪，其特征在于，还包括流量计(8)，所述的流量计设置在第一干燥装置与所述的第一冷凝装置之间的管线上。
4.根据权利要求2所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪，其特征在于，还包括流量计(8)，所述的流量计设置在第一干燥装置与所述的第一冷凝装置之间的管线上。
5.根据权利要求1所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪，其特征在于，所述的空气气源为空气压缩机。
6.根据权利要求1所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪，其特征在于，所述的第一干燥装置和第二干燥装置为装有干燥剂的玻璃管，且两端设有进气口和出气口。
7.根据权利要求6所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪，其特征在于，所述的干燥剂无水氯化钙、无水硫酸镁、固体氢氧化钠和碱石灰。
8.根据权利要求1～7任一项所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪，其特征在于，所述的第一冷凝装置和第二冷凝装置包括装有冷凝剂(100)的密闭的杯体(10)和U型冷凝管(11)，所述的U型冷凝管的两端分别伸出所述的杯体外，一端为空气入口(1101)，另一端为空气出口(1102)，所述的U型冷凝管的下部设有集水球(110)。
9.根据权利要求1所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪，其特征在于，所述的夹套设有进水口(402)和出水口(403)。
10.采用权利要求1～9任一项所述的测量发热器具产生水蒸气量的测量仪对发热器具产生水蒸气量进行测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将恒温的水送入夹套，保持恒温反应装置内的温度恒定在设定的温度；
(2)将被测发热器具放入恒温反应装置内；
(3)启动空气气源，切换三通调节阀，使得空气通过三通调节阀，并控制流量为0.8～1L/min，记录初始时间t0，空气依次通过第一干燥装置、气流测速装置和第一冷凝装置，将经过干燥处理过的空气通过恒温反应装置的进气口进入恒温反应装置，与被测发热器具进行反应，最后空气再通过恒温反应装置的出气口，进入第二冷凝装置，通过第二冷凝装置将空气中的水蒸汽的进行冷凝液化，冷凝液化后的空气再经过第二干燥装置排入大气中，其中第二干燥装置是防止大气中的带有水蒸汽空气的通过空气回流进行第二冷凝装置内；
(4)经过预定时间后，关闭空气气源，记录时间t1；
(5)切换三通调节阀，启动氮气气源，将干燥氮气经过第一干燥装置、流量计和第一冷凝装置后输送至恒温反应装置内，将恒温反应装置内的空气全部排出，并依次经过第二冷凝装置和第二干燥装置排出到大气中；
所述的干燥氮气为经过干燥的纯氮气，可采用常规的方法，如将纯氮气通过干燥剂氯化钙等将纯氮气中的水份去除；
(6)关闭三通调节阀，将所述的第二冷凝装置冷凝管称重，记为G1，G0为第二冷凝管11初始重量；
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2018
- 2018-08-24 CN CN201810971018.4A patent/CN108956369A/zh active Pending
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