CN112275215A

CN112275215A - 一种监测实验环境的高温高压反应釜

Info

Publication number: CN112275215A
Application number: CN202011142972.6A
Authority: CN
Inventors: 邹庆; 廖柯熹; 何国玺; 冷吉辉; 覃敏; 赵帅; 王雨薇
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2021-01-29

Abstract

本发明涉及高温高压反应釜领域，是一种监测实验环境的高温高压反应釜，主要包括进气口、试样、高温高压反应釜盖、试样支架、出气口、电磁加热器、隔板、生物传感器、溶解氧传感器、磁力耦合器、USB接口、温度传感器、压力传感器、高温高压反应釜外壳、电脑终端、数据采集分析系统，生物传感器、溶解氧传感器、温度传感器、压力传感器布置在隔板上，磁力耦合器布置在隔板下的隔间里，所有数据通过USB接口实时传输至电脑终端，并由数据处理系统分析，本发明操作简单，可随时监测高温高压反应釜内的实验环境，实用性强。

Description

一种监测实验环境的高温高压反应釜

技术领域

本发明涉及高温高压反应釜领域，是一种监测实验环境的高温高压反应釜。

背景技术

腐蚀是自然界中所有物质都要面对的消损破坏现象，具有普遍性、隐蔽性、渐进性和突发性的特点，它给人类造成了巨大的损失，不仅消耗资源，污染环境，而且造成了大量的工业事故，危及人类的健康和安全。腐蚀(Corrosion)是指因工程材料与其周围的物质发生化学反应而导致解体的现象。很多合金结构都仅仅因为暴露在潮湿的空气中遭到腐蚀，但是，腐蚀过程会受到材料所接触的物质的强烈影响。腐蚀可能在某个局部集中出现，从而导致材料上出现孔洞甚至裂缝，也有可能在一个较大面积的表面上几乎平均的分布。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。

随着经济的迅速发展，腐蚀对生活的影响也越来越大。据统计，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约7000亿-10000亿美元。其中，英国近年来因腐蚀造成的损失平均达100亿英镑，占GDP的3.5％；德国的损失约为450亿德国马克，占GDP的3.0％；美国年腐蚀损失达3000多亿美元，占GDP的4.2％。而在中国，每年因金属腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的4％，腐蚀造成的损失甚至超过了火灾、风灾和地震造成损失的总和。

因此，研究腐蚀对钢材的影响是非常必要的。但是影响腐蚀的因素有很多，大气湿度、温度、氧气以及大气中的污染物；金属本身的材料性质、金属的表面状态等对其腐蚀也有影响。高温高压反应釜是目前常用的腐蚀实验仪器，在实验过程中，需要考虑的因素越来越多，如温度、压力、H₂S分压、CO₂分压、O₂分压、微生物含量、溶解氧含量等，实验操作要求也越来越高。目前实验环境复杂，各个因素对实验结果影响较大，但是在高温高压反应釜内，无法对反应釜内的实验环境因素进行有效的监控。目前反应釜较多都可以通过工作站监测反应釜内的温度，通过压力表监测反应釜内的压力。

但是对于溶解氧含量、微生物含量等因素无法监测，但这些因素对于实验结果影响较大，迫切需一种监测实验环境的装置。因此，需要一种监测实验环境的高温高压反应釜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种监测实验环境的高温高压反应釜，以解决上述背景中高温高压反应釜无法监测实验环境的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种监测实验环境的高温高压反应釜，主要包括进气口、试样、高温高压反应釜盖、试样支架、出气口、电磁加热器、隔板、生物传感器、溶解氧传感器、磁力耦合器、USB接口、温度传感器、压力传感器、高温高压反应釜外壳、电脑终端、数据采集分析系统；所述高温高压反应釜外壳与高温高压反应釜盖相结合，用于固定容器，使得反应体系稳定，实验结果更加准确；所述进气口伸到高温高压反应釜底部，靠近隔板的位置，便于气体通入高温高压反应釜内，与实验介质体系融合；所述试样安装在试样支架上，试样支架用于固定试样，防止实验过程中，实验试样不稳定，从而造成实验产生大误差；所述出气口较短，出气口的端口安装在靠近高温高压反应釜盖的位置，方便气体排出高温高压反应釜，从而避免气体残留在高温高压反应釜内，若该实验气体存在毒性且排除不干净，便会对实验才做人员造成危害；所述电磁加热器安装在高温高压反应釜外壳内侧，便于电磁加热器对实验介质体系进行加热，升高温度进行实验；所述隔板用于隔离磁力耦合器与高温高压反应釜内部实验体系，从而减小高温高压反应釜装置的体积和重量，使得实验操作更加安全、快捷；所述生物传感器安装在高温高压反应釜隔板上，该传感器对生物物质非常敏感，同时能够将其浓度转换为电信号，传输至电脑终端，进而监测高温高压反应釜内的微生物含量；所述溶解氧传感器装在高温高压反应釜的底部的隔板上，通过探头测量高温高压反应釜中溶液中的溶解氧含量；所述磁力耦合器装在隔板与高温高压反应釜底部形成的隔间内，用于转动试样支架，可以用于流动腐蚀等实验；所述温度传感器安装在隔板上，与其他传感器隔开，通过探头实时监测高温高压反应釜内温度，并通过有线连接到电脑终端；所述压力传感器安装在温度传感器右侧，位于隔板上，用与实时监测敢问高压反应釜内的压力，并通过有线连接到电脑终端上；所述USB接口装在高温高压反应釜装置外壳上，用于连接电脑终端，实时将温度传感器、压力传感器、溶解氧传感器、生物传感器的数据传输至电脑终端上，通过数据采集处理系统对四个传感器的数据进行处理分析；所述电脑终端内置数据采集分析系统，便于操作人员对所得实验数据进行数据处理及分析。

使用时，将高温高压反应釜盖打开，用纯水将高温高压反应釜洗净，将磨好的试样挂在试样支架上，并将配置好的溶液倒入高温高压反应釜中，完成上述操作后，将高温高压反应釜盖与高温高压反应釜外壳装配到位，将高温高压反应釜的USB接口与电脑终端连接，将温度传感器、压力传感器、溶解氧传感器、生物传感器的数据实时传输至电脑终端，并通过电脑终端内的数据采集分析系统对所得实验介质数据进行分析，便于操作人员监测高温高压反应釜内部实验体系介质状态，同时打开进气口，关闭出气口，开始实验。

优选的，所述高温高压反应釜带有磁力耦合器，将转动装置设在反应釜内部的隔板上，减小了高温高压反应釜的重量和体积。

优选的，所述生物传感器可探测高温高压反应釜内的微生物含量，可以实时监测高温高压反应釜内的微生物含量，并将数据通过USB接口，实时传输至电脑终端。

优选的，所述溶解氧传感器，可通过探头检测实验介质中的溶解氧含量，通过USB接口实时将溶解氧数据传输至电脑终端，便于操作人员分析。

与目前的高温高压反应釜相比，本发明的优点有：通过设置底部隔板，将磁力耦合器装配在高温高压反应釜底部，从而减少了外部旋转装置，极大的减小了高温高压反应釜的体积和重量，实现装置一体化；通过设置温度传感器、压力传感器、溶解氧传感器、生物传感器在高温高压反应釜底部，实时将高温高压反应釜内的实验介质数据传输至电脑终端。

附图说明

图1是本发明一种监测实验环境的高温高压反应釜装置结构剖视图。

图中，1.进气口，2.试样，3.高温高压反应釜盖，4.试样支架，5.出气口，6.电磁加热器，7.隔板，8.生物传感器，9.溶解氧传感器，10.磁力耦合器，11.USB接口，12.温度传感器，13.压力传感器，14.高温高压反应釜外壳，15.电脑终端，16.数据采集分析系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明是一种监测实验环境的高温高压反应釜，主要包括进气口1、试样2、高温高压反应釜盖3、试样支架4、出气口5、电磁加热器6、隔板7、生物传感器8、溶解氧传感器9、磁力耦合器10、USB接口11、温度传感器12、压力传感器13、高温高压反应釜外壳14、电脑终端15、数据采集分析系统16、；所述高温高压反应釜外壳14与高温高压反应釜盖3相结合，用于固定容器，使得反应体系稳定，实验结果更加准确；所述进气口1位于高温高压反应釜盖3上，伸到高温高压反应釜底部，靠近隔板7的位置，便于气体通入高温高压反应釜内，与实验介质体系融合；所述试样2安装在试样支架4上，试样支架4用于固定试样2，防止实验过程中，实验试样不稳定，从而造成实验产生大误差；所述出气口5位于高温高压反应釜盖3上，并且较短，出气口5的端口安装在靠近高温高压反应釜盖3的位置，方便气体排出高温高压反应釜，从而避免气体残留在高温高压反应釜内，若该实验气体存在毒性且排除不干净，便会对实验才做人员造成危害；所述电磁加热器6安装在高温高压反应釜外壳14内侧，便于电磁加热器6对实验介质体系进行加热，升高温度进行实验；所述隔板7用于隔离磁力耦合器10与高温高压反应釜内部实验体系，从而减小高温高压反应釜装置的体积和重量，使得实验操作更加安全、快捷；所述生物传感器8安装在高温高压反应釜隔板7上，该传感器对生物物质非常敏感，同时能够将其浓度转换为电信号，传输至电脑终端15，进而监测高温高压反应釜内的微生物含量；所述溶解氧传感器9装在高温高压反应釜的底部的隔板7上，通过探头测量高温高压反应釜中溶液中的溶解氧含量；所述磁力耦合器10装在隔板7与高温高压反应釜底部形成的隔间内，用于转动试样支架12，可以用于流动腐蚀等实验；所述温度传感器安装在隔板7上，与其他传感器隔开，通过探头实时监测高温高压反应釜内温度，并通过有线连接到电脑终端15；所述压力传感器13安装在温度传感器12右侧，位于隔板7上，用与实时监测敢问高压反应釜内的压力，并通过有线连接到电脑终端15上；所述USB接口11装在高温高压反应釜装置外壳上，用于连接电脑终端11，实时将温度传感器12、压力传感器13、溶解氧传感器9、生物传感器8的数据传输至电脑终端15上，通过数据采集处理系统16对四个传感器的数据进行处理分析；所述电脑终端15内置数据采集分析系统16，便于操作人员对所得实验数据进行数据处理及分析。

使用时，将高温高压反应釜盖3打开，用纯水将高温高压反应釜洗净，并晾干准备开始实验，先将磨好的试样2挂在试样支架4上，再将并将配置好的溶液倒入高温高压反应釜装置中，待得准备完毕，将高温高压反应釜盖3关闭，与高温高压反应釜外壳14旋转关闭，进气口1打开，出气口5关闭，将气体通入高温高压反应釜装置中，通气完毕后将进气口1关闭，将高温高压反应釜装置的USB接口11与电脑终端15连接，将温度传感器12、压力传感器13、溶解氧传感器9、生物传感器8的数据实时传输至电脑终端15，并通过电脑终端15内的数据采集分析系统16对所得实验介质数据进行分析，便于操作人员监测高温高压反应釜装置内部实验体系介质状态，装置连接完成后，启动电磁加热器6，对高温高压反应釜装置内的介质体系进行加热，升高温度，打开电脑终端15，启动数据处理系统16，实时接收数据，并进行分析，开始实验。

Claims

1.一种监测实验环境的高温高压反应釜，主要包括进气口(1)、试样(2)、高温高压反应釜盖(3)、试样支架(4)、出气口(5)、电磁加热器(6)、隔板(7)、生物传感器(8)、溶解氧传感器(9)、磁力耦合器(10)、USB接口(11)、温度传感器(12)、压力传感器(13)、高温高压反应釜外壳(14)、电脑终端(15)、数据采集分析系统(16),其特征在于：高温高压反应釜装置带有磁力耦合器(10)，将转动装置磁力耦合器(10)设在反应釜内部的隔板(7)上，减小了高温高压反应釜的重量和体积；生物传感器(8)可探测高温高压反应釜内的微生物含量，可以实时监测高温高压反应釜内的微生物含量，并将数据通过USB接口(11)，实时传输至电脑终端(15)；溶解氧传感器(9)可通过探头检测实验介质中的溶解氧含量，通过USB接口(11)实时将溶解氧数据传输至电脑终端(15)，便于操作人员分析。

2.根据权利要求1所述的一种监测实验环境的高温高压反应釜，其特征在于：高温高压反应釜装置带有磁力耦合器(10)，将转动装置磁力耦合器(10)设在反应釜内部的隔板(7)上，减小了高温高压反应釜的重量和体积。

3.根据权利要求1所述的一种监测实验环境的高温高压反应釜，其特征在于：生物传感器(8)可探测高温高压反应釜内的微生物含量，可以实时监测高温高压反应釜内的微生物含量，并将数据通过USB接口(11)，实时传输至电脑终端(15)。

4.根据权利要求1所述的一种监测实验环境的高温高压反应釜，其特征在于：溶解氧传感器(9)可通过探头检测实验介质中的溶解氧含量，通过USB接口(11)实时将溶解氧数据传输至电脑终端(15)，便于操作人员分析。