CN110954175A - 一种半自动实验室用微量气体测量装置及其使用方法 - Google Patents

一种半自动实验室用微量气体测量装置及其使用方法 Download PDF

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李国德
王艳
武士威
李娜
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Abstract

一种半自动实验室用微量气体测量装置及其使用方法，主要应用于学校及科研机构。该装置包括气体测量、排出液体收集瓶及数据测量与显示单元。气体测量的主体为一U型连通管，该U型连通管的一侧上端封闭；另一侧的上端开口为液体注入口。所述开口一侧设有与其连通的液体排出管，该液体排出管的下端为液体排出口并插入液体收集瓶。所述U型连通管上端封闭一侧设有与其相通的支管，该支管上制有气体入口；所述U型连通管附有刻度；所述液体收集瓶的下面设有一数据测量与显示单元。采用本装置及方法可以得到气体的实时流量、流速。该装置具有结构简单、精度高、可半连续操作、易于测量及无污染的优点。

Description

一种半自动实验室用微量气体测量装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种实验室用微量气体测量装置，尤其涉及一种改进的半自动实验室用微量气体测量装置及其使用方法，主要应用于学校及科研机构。
背景技术
为了进行科学研究，经常会在实验室中制取一些气体，对气体流量的检测是实验研究中的一个重要环节，如目前在对放氢催化剂的研究中需要对放氢的速率进行实时监测。现有的实验室中对于微量气体的测量多采用排水集气法，排水集气法在测量过程中需要将测量装置注满水后进行倒置，操作繁琐，误差大，而且需要堵住测量装置，容易造成污染。
发明内容
本发明提供一种全新结构的半自动实验室用微量气体测量装置，目的在于解决现有的实验室用微量气体测量装置存在的操作繁琐、精度和工作效率低及易污染环境等问题。本发明的另一目的是针对上述装置提出一种新的使用方法。
为实现上述目的，本发明采用下述的技术方案：本发明是利用连通器及压强原理设计的一种实验室用微量气体测量装置。该装置包括气体测量、排出液体收集瓶及数据测量与显示单元。气体测量部分的主体为一U型连通管，该U型连通管的一侧上端封闭；另一侧的上端开口为液体注入口。所述开口一侧设有与其连通的液体排出管，该液体排出管的下端为液体排出口并插入液体收集瓶，用来收集排出液体。所述U型连通管上端封闭一侧设有与其相通的支管，该支管上制有气体入口并设一阀门。
进一步地，在U型连通管的管壁上附有刻度。
进一步地，液体收集瓶的下面设有一数据测量与显示单元，该数据测量与显示单元，包括控制面板及数据线连接口。
进一步地，控制面板上分设数字、电源、清零及确认按键。能够实现测量日期、液体密度以及测量间隔时间的输入，并具有数据清零功能，通过测量及换算，可以显示测量时的温度、排出液体的质量、排出液体的体积、测量时间以及排出液体的流速，同时在数据测量与显示单元上有一数据线连接口，能够通过数据线与电脑连接，实现测量数据的输出，其文件名由被测日期及当日测量次数组成，自动生成，格式为扩展名为TXT的纯文本文件。
上述半自动实验室用微量气体测量装置使用方法
1、将液体(水)从液体注入口注入，至液体从气体入口及液体排出口溢出；
2、将气体发生装置的出气端与气体入口相连；
3、启动电源；
4、通过M键将光标切换到日期窗口，输入当前日期，格式为年-月-日；
5、日期输入完成后通过M键将光标切换到液体密度窗口，输入当前液体的密度，单位为g/m3；
6、液体密度输入完成后通过M键将光标切换到测量间隔窗口，输入数据采集间隔时间，单位为s；
7、按清零键，此时控制面板上质量、体积、时间以及流速显示均为0；
8、启动气体发生装置，气体经由气体入口进入实验室用微量气体测量装置，在压强的作用下将装置内液体由液体排出口流出，排出液体体积即为产生的气体体积；
9、排出液体由排出液体收集装置收集，当排出液体质量达到数据测量与显示单元中电子天平的最小测量范围时，自动开始电子计时，开始测量，在面板上会实时显示当前测量液体的质量、体积、时间以及流速，并按照设定的间隔时间自动记录测量数据；
10、反应停止后，按确认键，完成测量；
11、收集排出液体，清洗测量装置，关闭电源；
12、数据导出，通过数据线连接到电脑后，以U盘的形式出现电脑上，可以直接将数据拷出。
本发明的有益效果及特点
本发明微量气体测量装置的主体为U型连通管，在使用过程中仅需在液体注入口将液体直接注入，测量时排出气体量与液体体积相同，通过电子天平获得排出质量，再根据液体密度，换算成液体体积，即可得到气体的体积，与计时装置配合可以得到气体的流速。实验室用微量气体测量装置，操作简便，能够有效减小误差及污染，通过刻度可以随时进行读数，精细读数由数据显示装置读取，可以得到气体的实时流量、流速，进行连续测量，根据流量的大小可以选择不同量程的装置，提高实验数据的精确度。本发明对于实验室中微量气体的测量操作更加简便、高效、能够有效提高实验效率，增加实验精度，实时提供实验数据，在科学研究领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中控制面板示意图。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1和2，一种半自动实验室用微量气体测量装置，包括气体测量、排出液体收集瓶及数据测量与显示单元。气体测量部分的主体为一U型连通管，该U型连通管的一侧上端封闭；另一侧的上端开口为液体注入口4。所述开口一侧设有与其连通的液体排出管5，该液体排出管5的下端为液体排出口并插入液体收集瓶6，用来收集排出液体。所述U型连通管上端封闭一侧设有与其相通的支管，该支管上制有气体入口1并设一阀门2。
进一步地，所述在U型连通管的管壁上附有刻度3。
进一步地，液体收集瓶6的下面设有一数据测量与显示单元7，该数据测量与显示单元7，包括控制面板9及数据线连接口8。控制面板9上分设数字、电源、清零及确认按键。能够实现测量日期、液体密度以及测量间隔时间的输入，并具有数据清零功能，通过测量及换算，可以显示测量时的温度、排出液体的质量、排出液体(被测气体)的体积、测量时间以及排出液体(被测气体)的流速，同时在数据测量与显示单元上有一数据线连接口，能够通过数据线与电脑连接，实现测量数据的输出，其文件名由被测日期及当日测量次数组成，自动生成，格式为扩展名为TXT的纯文本文件。
上述半自动实验室用微量气体测量装置的使用方法
a)将液体(水)从液体注入口4注入，至液体从气体入口1及液体排出口5溢出；
b)将气体发生装置的出气端与气体入口1相连；
c)启动电源；
d)通过M键将光标切换到日期窗口，输入当前日期，格式为年-月-日；
e)日期输入完成后通过M键将光标切换到液体密度窗口，输入当前液体的密度，单位为g/m3；
f)液体密度输入完成后通过M键将光标切换到测量间隔窗口，输入数据采集间隔时间，单位为s；
g)按清零键，此时控制面板上质量、体积、时间以及流速显示均为0；
h)启动气体发生装置，气体经由气体入口1进入实验室用微量气体测量装置，在压强的作用下将装置内液体由液体排出口5流出，排出液体体积即为产生的气体体积；
i)排出液体由排出液体收集装置6收集，当排出液体质量达到数据测量及显示单元中电子天平的最小测量范围时，自动开始电子计时，开始测量，在控制面板上会实时显示当前测量液体的质量、体积、时间以及流速，并按照设定的间隔时间自动记录测量数据；
z)反应停止后，按确认键，完成测量；
k)收集排出液体，清洗测量装置，关闭电源；
l)数据导出，通过数据线连接到电脑后，以U盘的形式出现电脑上，可以直接将数据拷出。
工作原理：首先利用连通器的原理，在U型管内注满液体，当被测液体进入测量装置后，由于气体对液体产生压强，使液体通过液体排出口流入到排出液体收集装置中，在排出液体收集装置下方连有数据测量与显示单元，其主体为精密电子天平、电子计时模块、温度测量模块以及数据控制模块，能够灵敏的测量排出液体的质量，然后根据液体的密度换算出排出液体(被测气体)的体积、测量时间以及排出液体(被测气体)的流速，通过面板可以输入日期、液体密度以及测量间隔时间，面板上显示温度、质量、体积、时间及流速为实时数据，生成的电子数据记录时间由间隔时间控制，按照设定时间记录以上数据，最后形成电子数据，通过数据线与电脑连接后输出。
以上所述仅为本发明的参考实施案例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种半自动实验室用微量气体测量装置，包括气体测量及排出液体收集瓶两部分，其特征在于：它还包括数据测量与显示单元，所述气体测量部分的主体为一U型连通管，该U型连通管的一侧上端封闭；另一侧的上端开口为液体注入口；所述开口一侧设有与其连通的液体排出管，该液体排出管的下端为液体排出口并插入液体收集瓶，用来收集排出液体；所述U型连通管上端封闭一侧设有与其相通的支管，该支管上制有气体入口，上述液体收集瓶的下面设有一数据测量与显示单元，该数据测量与显示单元，包括控制面板及数据线连接口。
2.如权利要求1所述的半自动实验室用微量气体测量装置，其特征在于：在U型连通管的管壁上附有刻度。
3.如权利要求1所述的半自动实验室用微量气体测量装置，其特征在于：所述数据测量与显示单元的控制面板上分设数字、电源、清零及确认按键。
4.如权利要求1所述的半自动实验室用微量气体测量装置，其特征在于：所述气体入口设一阀门。
5.如权利要求1-4所述的任意一项半自动实验室用微量气体测量装置的使用方法，该方法是通过下述步骤实现的：
a)将液体从液体注入口注入，至液体从气体入口及液体排出口溢出；
b)将气体发生装置的出气端与气体入口相连；
c)启动电源；
d)通过M键将光标切换到日期窗口，输入当前日期，格式为年-月-日；
e)日期输入完成后通过M键将光标切换到液体密度窗口，输入当前液体的密度，单位为g/m3；
f)液体密度输入完成后通过M键将光标切换到测量间隔窗口，输入数据采集间隔时间，单位为s；
g)按清零键，此时控制面板上质量、体积、时间以及流速显示均为0；
h)启动气体发生装置，气体经由气体入口进入实验室用微量气体测量装置，在压强的作用下将装置内液体由液体排出口流出，排出液体体积即为产生的气体体积；
i)排出液体由排出液体收集装置收集，当排出液体质量达到数据测量及显示单元中电子天平的最小测量范围时，自动开始电子计时，开始测量，在面板上会实时显示当前测量液体的质量、体积、时间以及流速，并按照设定的间隔时间自动记录测量数据；
z)反应停止后，按确认键，完成测量；
k)收集排出液体，清洗测量装置，关闭电源；
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