CN109100353B - 一种脱氧剂脱氧性能测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种脱氧剂脱氧性能测定装置，包含4个独立的智能化控温测量系统A、B、C、D。所述智能化控温测量系统由恒温控温反应箱、脱氧反应器、U型压力测定仪、氧浓度精密测定仪、脱氧速率测定仪、数据接收仪、计算机处理系统组成。连接通路总管通过四通分成压力测定分支L、氧浓度测定分支M、脱氧速率测定分支N三路。本发明每个测量系统可自主设定测量环境温度，同时对不同环境温度下同一脱氧剂脱氧量、脱氧速率进行对比测定，亦可4个测量系统在同一环境温度下对比不同脱氧剂脱氧性能，测定指标全面，测定范围广，测定效果显著，能直观反映脱氧剂脱氧性能，对脱氧剂优选实验具有重要意义。

Description

一种脱氧剂脱氧性能测定装置
技术领域
本发明涉及一种脱氧剂脱氧性能测定装置,该装置结构完整，测量精度高，测量范围广，尤其涉及一种在不同温度环境下，对脱氧剂脱氧速率进行动态捕捉的脱氧性能测定装置。
背景技术
脱氧剂是一种吸收环境中氧气，抑制氧化进程，从而实现食品、衣物、药材、精密仪器、仪表、古董等领域防虫防霉防氧化的添加剂。目前常用的脱氧剂根据组分分为无机基质为主体和有机基质为主体两种。脱氧剂也被越来越多应用于其他领域，如用于防治煤自燃的阻化剂，可以有效降低环境中氧气浓度，达到隔绝氧的效果，从而有效防治煤自燃。用于炼钢时与铁水中溶解的氧反应，生成非金属化合物，形成沉淀上浮至渣层，除去即可得纯净的铁水。
目前，针对脱氧剂脱氧性能测定，主要是通过测氧仪测定环境中O2百分比来实现。但此方法只能单一分析O2百分比，无法同时获取不同温度环境同一脱氧剂脱氧性能，且不能同时测定多种脱氧剂脱氧性能，测量体系不完善，且测量过程是对气体进行抽取式测量，会改变原有气体成分，存在较大误差。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种脱氧剂脱氧性能测定装置，能在不改变原有气体成分的基础上，同时对不同环境温度下同一脱氧剂脱氧量、脱氧速率进行动态捕捉，亦可同一温度环境下对比测定多种脱氧剂脱氧性能，从而完善脱氧剂性能测定体系，提升脱氧性能测量效率与精度。
本发明采用如下技术方案：
一种脱氧剂脱氧性能测定装置，包含4个独立的智能化控温测量系统A、B、C、D。
一种脱氧剂脱氧性能测定装置智能化控温测量系统，其特征在于，所述装置由恒温控温反应箱、脱氧反应器、U型压力测定仪、氧浓度精密测定仪、脱氧速率测定仪、数据接收仪、计算机处理系统组成。
所述恒温控温反应箱材料采用耐高温透明有机玻璃，设有脱氧反应器、PLC数控面板、外侧支设有反应监测摄像仪。
所述脱氧反应器内部包含脱氧剂，上端通过具支瓶塞与连接通路总管相连。
所述连接通路总管通过四通分成L、M、N三路分支。
所述L路分支，即压力测定分支，U型压力测定仪通过压力测定连接管与四通连接，U型压力测定仪磁性固定卡座固定U型压力测定仪为竖直状态。
所述M路分支，即氧浓度测定分支，氧浓度精密测定仪通过氧浓度测定连接管与四通连接，氧浓度测定连接管中部设有截止阀。
所述N路分支，即脱氧速率测定分支，脱氧速率测定仪通过脱氧速率测定连接管与四通连接。脱氧速率测定仪设有红外感应卡槽，并有脱氧速率测定液用于显示脱氧量。
所述M、N路分支通过数据接收仪接入到计算机处理系统进行数据处理。
本发明的有益效果：本发明一种脱氧剂脱氧性能测定装置，能同时测定不同环境温度下氧浓度减小值、脱氧后气压变化，并对脱氧剂脱氧速率进行动态捕捉。亦可在同等实验条件下通过不同智能化控温测量系统对比不同脱氧剂脱氧性能。截止阀可在氧浓度测量中随时开关，以防止因为氧浓度精密测定仪的抽气测定，影响反应器内部气体稳态。U型压力测定仪、脱氧速率测定仪均根据脱氧反应器最大脱氧量设定量程。脱氧速率测定仪用于测定脱氧速率，可通过脱氧速率测定液和红外感应卡槽计时功能得出脱氧量和脱氧反应时间，从而经过数据处理得出脱氧速率。测定范围广，测定效果显著，能直观反映脱氧剂脱氧性能，对脱氧剂优选实验具有重要意义。
附图说明
图1为本发明专利一种脱氧剂脱氧性能测定装置结构概念图。
图2为一种脱氧剂脱氧性能测定装置智能化控温测量系统示意图。
图3为U型压力测定仪磁性固定卡座示意图。
图4为脱氧速率测定仪结构图。
主要原件符号说明
1-恒温控温反应箱；2-脱氧反应器；3-脱氧剂；4-反应监测摄像仪；5-PLC数控面板；6-具支瓶塞；7-连接通路总管；8-四通；9-压力测定连接管；10-U型压力测定仪；11-U型压力测定仪磁性固定卡座；12-氧浓度测定连接管；13-截止阀；14-氧浓度精密测定仪；15-脱氧速率测定连接管；16-脱氧速率测定仪；17-脱氧速率测定液；18-红外感应卡槽；19-数据接收仪；20-计算机处理系统
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
请参阅图1，一种脱氧剂脱氧性能测定装置，其特征在于，装置包含4个独立的智能化控温测量系统A、B、C、D，每个测量系统可自主设定测量环境温度，可通过设定不同环境温度，同时对不同环境温度下同一脱氧剂脱氧量、脱氧速率进行对比测定，亦可4个测量系统在同一环境温度下对比不同脱氧剂脱氧性能。测定装置控温程序可同时满足多种脱氧性能测量需要，提高测量精度与效率。
请参阅图2，提供一种脱氧剂脱氧性能测定装置智能化控温测量系统。装置包括恒温控温反应箱、脱氧反应器、脱氧剂、反应监测摄像仪、PLC数控面板、具支瓶塞、连接通路总管、四通、压力测定连接管、U型压力测定仪、U型压力测定仪磁性固定卡座、氧浓度测定连接管、截止阀、氧浓度精密测定仪、脱氧速率测定连接管、脱氧速率测定仪、脱氧速率测定液、红外感应卡槽、数据接收仪、计算机处理系统。
具体介绍如下：
所述恒温控温反应箱用于控制脱氧反应所处环境温度，可对比不同温度对同种脱氧剂作用效果，为脱氧性能测定提供反应条件，材料采用耐高温透明有机玻璃，反应监测摄像仪可对脱氧剂脱氧过程中形态变化进行实时监测。
所述脱氧反应器用于盛装反应用脱氧剂。
所述脱氧剂为待测脱氧剂。
所述反应监测摄像仪用于对反应脱氧剂进行实时监测，观察脱氧剂脱氧过程中形态变化。
所述PLC数控面板用于控制脱氧反应环境温度，进行温度设置。
所述具支瓶塞用于封闭脱氧反应器，同时引出导管与连接通路总管相连。
所述连接通路总管用于连接脱氧反应器与四通。
所述四通将连接通路总管分支成L、M、N三路。
所述压力测定连接管用于连接四通与U型压力测定仪。
所述U型压力测定仪材质为有机玻璃管，量程为0-8000Pa，最大量程为1.5个标准大气压，用于反应容器中气压测定，从而从气压上反映脱氧量脱氧性能。
所述U型压力测定仪磁性固定卡座利用两个前后卡座吸收磁性保证U型压力测定仪成直立状态，从而起到固定作用，并且卡座方便移动，方便拆卸。
所述氧浓度测定连接管用于连接四通与氧浓度精密测定仪。
所述截止阀在测量氧浓度时关闭，从而防止因氧浓度精密测定仪工作时抽气而改变原有气体成分，打破测试系统稳态。
所述氧浓度精密测定仪用于测量氧气浓度，直观反映脱氧剂脱氧过程中氧气消耗百分比。
所述脱氧速率测定连接管用于连接四通与脱氧速率测定仪。
脱氧速率测定仪用于测定脱氧速率，可通过脱氧速率测定液和红外感应卡槽得出脱氧量和脱氧反应时间，从而经过数据处理得出脱氧速率，仪器量程根据脱氧反应器为250ml，结合空气中氧气比例，得出所需最大量程为50ml。
所述脱氧速率测定液为不吸收空气的有色液体，用于显示并读出脱氧量。
所述红外感应卡槽固定在脱氧速率测定仪刻度处，从0开始每1ml固定一个红外感应卡槽至50ml，用于发射红外光线，当脱氧速率测定液经过时遮挡红外光线，系统自动记录经过时间点。
所述数据接收仪用于接收氧浓度精密测定仪、和脱氧速率测定仪测定的氧浓度和脱氧时间点、脱氧量，传输到计算机处理系统进行数据处理。
所述计算机处理系统用于记录脱氧反应过程中脱氧反应器氧浓度，并通过脱氧速率测定仪测定的氧浓度和脱氧时间点、脱氧量计算脱氧速率。
本实施例中，所述恒温控温反应箱一则可同时对不同环境温度下同一脱氧剂脱氧量、脱氧速率进行动态捕捉，二则可对比同等环境温度不同脱氧剂脱氧性能，并能实时监测脱氧剂反应状态变化。
为了保证恒温控温反应箱性能，优选地，所述恒温控温反应箱材料采用耐高温透明有机玻璃，设有4个独立的智能化控温测量系统对应4个反应监测摄像仪。
本实施例中，作为一可选实施例，所述4个反应监测摄像仪为MV彩色CCD相机。通过将MV彩色CCD相机作为所述反应监测摄像仪，能够清晰的采集脱氧反应过程中脱氧剂形态变化，从而可准确掌握脱氧剂脱氧过程形态变化与脱氧速率等的对应关系。
本实施例中，作为一可选实施例，所述脱氧反应器容积250ml，材质为透明耐高温有机玻璃。
本实施例中，作为一可选实施例，请参阅图3，所述U型压力测定仪磁性固定卡座利用两个前后卡座磁性相互吸收作用，保证U型压力测定仪成直立状态，从而起到固定U型压力测定仪作用，解决了实验过程中U型压力测定仪难以竖直固定，从而造成读数误差的问题。并且卡座方便移动，拆卸简单。
本实施例中，作为一可选实施例，请参阅图4，所述脱氧速率测定仪内置测量管材质为有机玻璃，按照体积大小进行气体体积标识，测量最大量程为50ml，保证测量过程中氧气的最大减少量满足量程范围。所述内置测量管内部的脱氧速率测定液为不吸收空气的有色液体，用于显示并读出脱氧量。
所述内置测量管外部刻度处固定红外感应卡槽，从0开始每1ml固定一个红外感应卡槽至50ml处，用于发射红外光线，当脱氧速率测定液经过红外感应卡槽时遮挡红外光线，系统自动记录经过时间点，根据脱氧速率测定液流过每1ml的时间差结合脱氧量即可分析通过计算机处理系统分析出脱氧速率。
进行脱氧剂脱氧性能测定时，将待测脱氧剂置于脱氧反应器，用具支瓶塞将反应器密封并整体置于恒温控温反应箱，调节箱体至所需温度，开启水浴。实验进行中，分别记录氧气浓度、气压、脱氧量和脱氧速率。装置亦可同时测定同等环境条件下不同脱氧剂脱氧性能，对比得出优选脱氧剂。并可通过4个独立的智能化控温测量系统设定不同水浴温度得出温度对脱氧性能影响，得出脱氧反应最佳温度。
所述脱氧反应测定L路及U型压力测定仪材质为有机玻璃管，设定量程为0-8000Pa，最大量程为1.5个标准大气压，大于反应最大脱氧时对应的气压。可通过测定仪示数直观反映脱氧反应器气压值，进一步反映脱氧剂脱氧性能。
所述脱氧反应测定M路,脱氧反应进行中，截止阀为开启状态，氧浓度精密测定仪进行氧浓度测定时，关闭截止阀，从而防止测定过程中吸气导致原有气体成分改变，打破原有系统稳态。氧浓度精密测定仪可直观反映脱氧剂脱氧过程中氧气消耗百分比。
所述脱氧反应测定N路,根据脱氧反应器容积为250ml，结合空气中氧气比例为21％，设定脱氧速率测定仪仪器量程为0-50ml，内置测量管内部的脱氧速率测定液为不吸收空气的有色液体，用于显示并读出脱氧量。所述内置测量管外部刻度处固定红外感应卡槽，从0开始每1ml固定一个红外感应卡槽至50ml处，用于发射红外光线，当脱氧速率测定液经过红外感应卡槽时遮挡红外光线，系统自动记录经过时间点，根据脱氧速率测定液流过每1ml的时间差结合脱氧量即可分析通过计算机处理系统分析出脱氧速率。
实施例二
本发明实施例一种脱氧剂脱氧性能测定装置，其测定方法为首先向所述脱氧反应器中放置所测脱氧剂；所述脱氧剂包括液体和/或固体；连接完整各项实验装置，保证实验导管、器材的气密性良好；开启恒温控温反应箱，设定水浴温度，开启反应监测摄像仪、氧浓度精密测定仪与脱氧速率测定仪，并同时打开数据接收仪和计算机处理系统，实验开始，每隔20min记录气压变化。
通过所述反应监测摄像仪采集所述脱氧剂在反应过程中的状态图像。
通过所述恒温控温反应箱可同时采用4个脱氧反应器对比4种不同脱氧剂脱氧性能，亦可通过4个独立的智能化控温测量系统设定不同温度，测定不同环境温度对脱氧剂脱氧性能的影响。
所述脱氧反应测定L路，读取U型压力测定仪示数并记录，可直观反映实验过程中气压变化。
所述脱氧反应测定M路，脱氧反应进行中，截止阀为开启状态，当开始使用氧浓度精密测定仪进行氧浓度测定时，关闭截止阀，进行抽气测定并通过计算机处理系统记录氧浓度数据。
所述脱氧反应测定N路，当脱氧速率测定液经过红外感应卡槽时遮挡红外光线，系统自动记录经过时间点，根据脱氧速率测定液流过每1ml的时间差结合脱氧量即可分析通过计算机处理系统分析出脱氧速率。
本实施例中，可对不同脱氧剂进行对比测评，能够实现不同材料相同评价参数的比较，，亦可通过4个独立的智能化控温测量系统设定不同温度，测定不同环境温度对脱氧剂脱氧性能的影响。从而为脱氧剂的应用、及应用性能的研究及改善提供了量化的、准确的参考依据。
需要说明的是，在本文中，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本文中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系的用语，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。为了描述的方便，描述以上装置是以功能分为各种单元/模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元/模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种脱氧剂脱氧性能测定装置，其特征在于：智能化控温测量系统由恒温控温反应箱(1)、脱氧反应器(2)、U型压力测定仪(10)、氧浓度精密测定仪(14)、脱氧速率测定仪(16)、数据接收仪(19)、计算机处理系统(20)组成；所述恒温控温反应箱(1)设有脱氧反应器(2)、PLC数控面板(5)、外侧支设有反应监测摄像仪(4)；所述脱氧反应器(2)内部包含脱氧剂(3)，上端通过具支瓶塞(6)与连接通路总管(7)相连；所述连接通路总管(7)通过四通(8)分成L、M、N三路分支；所述四通(8)将脱氧反应器(2)、U型压力测定仪(10)、氧浓度精密测定仪(14)、脱氧速率测定仪(16)连通成一个整体；所述L路分支，U型压力测定仪(10)通过压力测定连接管(9)与四通(8)连接，U型压力测定仪磁性固定卡座(11)固定U型压力测定仪(10)为竖直状态；所述M路分支，氧浓度精密测定仪(14)通过氧浓度测定连接管(12)与四通(8)连接，氧浓度测定连接管(12)中部设有截止阀(13)；所述N路分支，脱氧速率测定仪(16)通过脱氧速率测定连接管(15)与四通(8)连接，脱氧速率测定仪(16)设有脱氧速率测定液(17)用于显示脱氧量，且内置测量管外部刻度处固定红外感应卡槽(18)记录脱氧速率测定液经过的时间；所述M、N路分支通过数据接收仪(19)接入到计算机处理系统(20)进行数据处理。
2.根据权利要求1所述的脱氧剂脱氧性能测定装置，其特征在于，所述装置包含4个独立的智能化控温测量系统A、B、C、D，每个测量系统可同时记录氧气浓度、气压、脱氧量和脱氧速率四种参量变化；每个系统可自主设定测量环境温度，可通过设定不同环境温度，同时对不同环境温度下同一脱氧剂脱氧性能进行对比测定，亦可4个测量系统在同一环境温度下对比不同脱氧剂脱氧性能，测定装置控温程序可同时满足多种脱氧性能测量需要。
3.一种采用如权利要求1所述的一种脱氧剂脱氧性能测定装置测定脱氧剂脱氧性能的测定方法，其特征在于：测定步骤为：首先向脱氧反应器中放置所测脱氧剂；所述脱氧剂包括液体和/或固体；连接完整各项测定装置，保证实验导管、器材的气密性良好；开启恒温控温反应箱，设定水浴温度，开启反应监测摄像仪、氧浓度精密测定仪与脱氧速率测定仪，并同时打开数据接收仪和计算机处理系统；实验开始，每隔固定时间记录气压变化；与氧浓度精密测定仪连接的氧浓度测定连接管上设置有截止阀，所述截止阀在测量氧浓度时关闭，防止因氧浓度精密测定仪工作时抽气而改变原有气体成分；所述脱氧速率测定仪刻度处固定红外感应卡槽，用于发射红外光线并记录脱氧速率测定液经过时的时间点，根据脱氧速率测定液流过每1mL的时间差结合脱氧量即可通过计算机处理系统分析出脱氧速率；所述反应监测摄像仪能够清晰的采集脱氧反应过程中脱氧剂形态变化，准确掌握脱氧剂脱氧过程形态变化与脱氧速率等的对应关系；实验进行中，计算机处理系统同时记录氧气浓度、气压、脱氧量和脱氧速率四种参量；所述装置可同时对不同脱氧剂进行对比测评，能够实现不同材料相同评价参数的比较，亦可通过4个独立的智能化控温测量系统设定不同温度，测定不同环境温度对同种脱氧剂脱氧性能的影响。
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