CN116625873A - 沥青烟测量装置及沥青烟测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种沥青烟测量装置及沥青烟测量方法。该装置包括：加热器上设置三口烧瓶，为三口烧瓶内放置的沥青样品加热、搅拌以及测量试验前后三口烧瓶的重量；三口烧瓶的第三瓶口与第一导管的一端连接，第一导管的另一端伸入溶液瓶内的液面下；第一组PTFE滤膜包括两个PTFE滤膜；第一组PTFE滤膜依次连接在第一导管上，吸收三口烧瓶内的沥青烟；电子天平设置在第一组PTFE滤膜下方，用于测量试验前后第一组PTFE滤膜和第一导管的重量；计算终端用于获取电子天平上测量的数据以及加热器测量的重量，并根据所有数据计算沥青烟的重量。本发明能够提高沥青烟的收集效率并提高沥青烟的重量计算准确度。
Description
技术领域
本发明涉及测试或分析沥青材料技术领域，尤其涉及一种沥青烟测量装置及沥青烟测量方法。
背景技术
沥青烟是沥青热解或燃烧产生的低分子量组分的蒸气形成的气溶胶。沥青特别是煤沥青受热时所释放的沥青烟中含有大量稠环化合物，这些稠环化合物的主要成分中含有蒽、菲、苯并[a]芘等致癌物，这些物质对操作人员和环境会带来严重危害。对沥青在受热条件下，挥发的沥青烟含量测定，以及将该沥青烟完全收集，以进行后续有毒组分分析，是沥青应用中必不可少的内容。
现有技术中在受热条件下，沥青中低分子量组分因其气相含量低于其饱和蒸气压而挥发，沥青烟收集设备可以对挥发的沥青烟进行收集，然而受沥青烟收集设备的影响，沥青烟收集效率较低，且目前试验室中进行沥青烟试验时，无法准确测量沥青烟的重量。
发明内容
本发明实施例提供了一种沥青烟测量装置及沥青烟测量方法，以解决现有技术中沥青烟收集效率低且无法准确测量沥青烟的重量的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种沥青烟测量装置，包括：加热器、三口烧瓶、第一导管、第一组聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）滤膜、电子天平、溶液瓶、第二导管、采样泵和计算终端；
所述加热器上设置三口烧瓶，用于为所述三口烧瓶内放置的沥青样品加热、搅拌以及测量试验前后所述三口烧瓶的重量；
所述三口烧瓶的第一瓶口密封、第二瓶口与空气连通、第三瓶口与所述第一导管的一端连接，所述第一导管的另一端伸入所述溶液瓶内，并低于所述溶液瓶内的液面，所述三口烧瓶内用于放置所述沥青样品，所述溶液瓶内放置水溶液；
所述第一组PTFE滤膜包括两个PTFE滤膜；所述第一组PTFE滤膜依次连接在所述第一导管上，用于吸收所述三口烧瓶内的沥青烟；
所述电子天平设置在所述第一组PTFE滤膜下方，用于测量试验前后所述第一组PTFE滤膜和所述第一导管的重量；
所述第二导管的一端伸入所述溶液瓶的瓶口，所述第二导管的另一端连接所述采样泵，所述溶液瓶为密封瓶，所述采样泵用于将所述三口烧瓶内的沥青烟通过所述第一导管引入所述溶液瓶内；
所述计算终端分别与所述电子天平、所述加热器连接，用于获取所述电子天平上测量的数据以及所述加热器测量的重量，并根据所有数据计算沥青烟的重量。
在一种可能的实现方式中，还包括三通阀、第三导管和第二组PTFE滤膜；
所述三通阀的第一阀口连接到所述第一导管上，且置于所述三口烧瓶的第三瓶口与所述第一组PTFE滤膜之间，第二阀口连接到所述第一导管上，且置于所述第一组PTFE滤膜之前，第三阀口连接所述第三导管的一端，所述第三导管的另一端与所述第一导管连接后伸入所述溶液瓶内，并低于所述溶液瓶内的液面；
所述第二组PTFE滤膜包括两个PTFE滤膜；所述第二组PTFE滤膜依次连接在所述第三导管上，用于吸收所述三口烧瓶内的沥青烟；
所述电子天平设置所述第一组PTFE滤膜和第二组PTFE滤膜下方，用于测量试验前后所述第一组PTFE滤膜、所述第一导管、所述第二组滤膜和所述第三导管的重量。
在一种可能的实现方式中，还包括：第四导管、第一阀门和气相色谱质谱联用仪；
所述第四导管的一端连接所述三口烧瓶的第一瓶口，所述第四导管的另一端伸入所述溶液瓶内，并低于所述溶液瓶内的液面，所述溶液瓶内放置环己烷溶液；所述第一阀门设置在所述第四导管上；当所述三通阀关闭，所述第一阀门开启时，所述采样泵将所述三口烧瓶内的沥青烟通过所述第四导管吸入所述溶液瓶内，被所述环己烷溶液吸收；
所述气相色谱质谱联用仪用于检测吸收沥青烟的环己烷溶液中的沥青烟成分以及相对含量。
在一种可能的实现方式中，还包括第五导管、第二阀门和电化学装置；
所述第五导管的一端连接所述三口烧瓶的第一瓶口，所述第五导管的另一端连接所述电化学装置的接口，所述第二阀门设置在所述第五导管上；
所述电化学装置用于在所述三通阀和所述第一阀门关闭，所述第二阀门开启时，通过所述第五导管将所述三口烧瓶内的沥青烟通过所述第五导管吸入所述电化学装置中，进行无机气体的浓度的检测。
在一种可能的实现方式中，还包括电源；
所述电源分别连接所述加热器、所述采样泵、所述气相色谱质谱联用仪、所述电化学装置、所述三通阀、所述第一阀门和所述第二阀门。
第二方面，本发明实施例提供了一种沥青烟测量方法，采用上述任一项所述的沥青烟测量装置，沥青烟测量方法包括：
开启加热器和电子天平，测量第一组PTFE滤膜和第一导管的第一重量；
在溶液瓶中放置水溶液，并在所述三口烧瓶内放置沥青样品后，获取当前三口烧瓶的第二重量；
在连接沥青烟测量装置后，开启采样泵，并对所述沥青样品加热至预设温度，采用预设速度进行搅拌；
试验结束后，获取当前三口烧瓶的第三重量，并获取当前第一组PTFE滤膜和第一导管的第四重量；
根据所述第一重量、所述第二重量、所述第三重量和所述第四重量，计算得到所述沥青样品产生的沥青烟的重量。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一重量、所述第二重量、所述第三重量和所述第四重量，计算得到所述沥青样品产生的沥青烟的重量，包括：
根据计算得到所述沥青样品产生的沥青烟的重量；
其中，表示沥青烟的重量，/>表示第一重量，/>表示第二重量，/>表示第三重量，/>表示第四重量。
在一种可能的实现方式中，当沥青烟测量装置中包括两组PTFE滤膜时，所述获取第一组PTFE滤膜和第一导管的第一重量，包括：
获取第一组PTFE滤膜、第一导管、第二组PTFE滤膜和第三导管的第一重量；
在连接沥青烟测量装置后，还包括：
开启三通阀的第一阀口和第二阀口，并在预设时间后，关闭所述第二阀口，开启第三阀口；
获取当前第一组PTFE滤膜和第一导管的第四重量，包括：
获取当前第一组PTFE滤膜、第一导管、第二组滤膜和第三导管的第四重量。
在一种可能的实现方式中，还包括：
在所述三口烧瓶内重新放置沥青样品，并在溶液瓶中放置环己烷溶液后，关闭三通阀，并开启第一阀门，开启加热器和采样泵，并对所述沥青样品加热至预设温度，采用预设速度进行搅拌；
将溶液瓶中吸收了沥青烟的环己烷溶液采用气相色谱质谱联用仪测量，得到沥青烟成分以及相对含量。
在一种可能的实现方式中，还包括：
在所述三口烧瓶内重新放置沥青样品，关闭三通阀和第一阀门，并开启第二阀门，开启加热器和电化学装置，并对所述沥青样品加热至预设温度，采用预设速度进行搅拌；
试验结束后，从所述电化学装置中得到沥青烟中无机气体的浓度。
本发明实施例提供一种沥青烟测量装置及沥青烟测量方法，通过加热器可以调节对沥青样品的加热温度和搅拌速度，通过采样泵可以控制采样流速，从而可以实现对沥青样品的加热和搅拌，加速沥青样品产生沥青烟，提高沥青烟收集效率。通过在沥青烟测量装置中设置两个PTFE滤膜，从而可以保证吸收沥青烟更彻底，防止沥青烟吸收不彻底造成沥青烟的重量计算不准确。另外，在计算终端计算沥青烟时，还根据加热器测量的三口烧瓶的不同时期的重量，得到沥青烟的重量，再将通过三口烧瓶计算的沥青烟的重量和通过第一组PTFE滤膜、第一导管计算的沥青烟的重量计算平均值，作为最终沥青烟的重量，从而可以进一步提高沥青烟的计算准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种沥青烟测量装置的示意图；
图2是本发明另一实施例提供的沥青烟测量装置的示意图；
图3是本发明另一实施例提供的沥青烟测量装置的示意图；
图4是本发明另一实施例提供的沥青烟测量装置的示意图；
图5是本发明实施例提供的沥青烟测量方法的实现流程图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的一种沥青烟测量装置的示意图，详述如下：沥青烟测量装置包括：加热器1、三口烧瓶2、第一导管3、第一组PTFE滤膜4、电子天平5、溶液瓶6、第二导管7、采样泵8和计算终端9；
加热器1上设置三口烧瓶2，用于为三口烧瓶2内放置的沥青样品加热、搅拌以及测量试验前后三口烧瓶2的重量；
三口烧瓶2的第一瓶口密封、第二瓶口与空气连通、第三瓶口与第一导管3的一端连接，第一导管3的另一端伸入溶液瓶内，并低于溶液瓶6内的液面，三口烧瓶3内用于放置沥青样品，溶液瓶6内放置水溶液；需要说明的是，对三口烧瓶2的第一瓶口或者溶液瓶6密封时，可以采用对应的瓶塞，瓶塞上可以设置通孔，用于对应的导管贯穿。
第一组PTFE滤膜4包括两个PTFE滤膜；第一组PTFE滤膜4依次连接在第一导管3上，用于吸收三口烧瓶2内的沥青烟；
电子天平5设置在第一组PTFE滤膜4下方，用于测量试验前后第一组PTFE滤膜4和第一导管3的重量；
第二导管7的一端伸入溶液瓶6的瓶口，第二导管7的另一端连接采样泵8，溶液瓶6为密封瓶，采样泵8用于将三口烧瓶2内的沥青烟通过第一导管3吸入溶液瓶6内；
计算终端9与电子天平5、加热器1连接，用于获取电子天平5上测量的数据以及加热器1测量的重量，并根据所有数据计算沥青烟的重量。
参见图1，加热器1 可以设置其加热温度以及搅拌速度，通过对三口烧瓶2内的沥青样品加热以及搅拌，可以加速沥青样品产生沥青烟。加热器1设有高温磁力搅拌器，高温磁力搅拌器的温度范围可以为25℃-230℃，搅拌速度范围为0r/min-500r/min。例如，在本实施例中，加热温度可以为180℃，搅拌速度可以为100r/min。
加热器1上还设有显示屏，以对加热温度、搅拌速度以及重量进行显示。可以通过加热器1上的“+”“-”按钮进行温度和搅拌速度的调节。
需要说明的是，试验前，需要将三口烧瓶2进行烘干，以便保证沥青样品的重量精确。
在本实施例中，第一组PTFE滤膜4包括两个PTFE滤膜，以便充分吸收沥青烟，现有技术中一般仅设置一个沥青烟吸收设备，导致沥青烟吸收不完全，造成沥青烟重量计算的不准确。
电子天平5用于测量重量，在本实施例中，通过测量试验前后第一组PTFE滤膜4和第一导管3的重量，可以得到吸收到PTFE滤膜上的沥青烟的重量。这里测量第一导管3的重量是为了提高测量的沥青烟的重量准确性，由于沥青烟在第一导管3中流动，再被两个PTFE滤膜吸收，第一导管3的内壁不是完全光滑，因此在第一导管3中会存在少量的残存沥青烟。通过测量试验前后第一组PTFE滤膜4和第一导管3的重量，可以提高计算的沥青烟的重量的准确性。
在本实施例中，采样泵8为沥青烟的流动提供动力。溶液瓶6为密闭的瓶，第一导管3与三口烧瓶2连通，第二导管7与采样泵8连通，这样采样泵8可以将三口烧瓶2内的沥青烟通过第一导管3引入溶液瓶6内，采样泵8的流速范围可以设置在0.2L/min-6L/min。在本实施例中，采样泵8的流速范围可以设置为3L/min。
可选的，计算终端9在计算沥青烟的重量时，可以计算加热器1的测量值得到沥青烟的重量，计算电子天平5称量得到沥青烟的重量，计算两者的平均值作为沥青烟的重量，从而可以进一步提高沥青烟的重量的计算准确度。
试验前，加热器1称量加入沥青样品的三口烧瓶2，作为，试验后，称量当前三口烧瓶2的重量，作为/>，通过/>得到沥青烟的重量。
试验前，电子天平5称量第一组PTFE滤膜和第一导管的重量，作为，试验后，称量第一组PTFE滤膜和第一导管的重量，作为/>，通过/>得到沥青烟的重量。
最后根据计算得到沥青样品产生的沥青烟的重量。
当三口烧瓶2内的沥青样品较多时，第一组PTFE滤膜不能完全吸收沥青样品产生的沥青烟，导致沥青烟的重量计算偏差较大。参见图2，在另一实施例中，沥青烟测量装置还包括三通阀11、第三导管12和第二组PTFE滤膜13；
三通阀11的第一阀口连接到第一导管3上，且置于三口烧瓶2的第三瓶口与第一组PTFE滤膜4之间，第二阀口连接到第一导管2上，且置于第一组PTFE滤膜4之前，第三阀口连接第三导管12的一端，第三导管12的另一端与第一导管3连接后伸入溶液瓶6内，并低于溶液瓶6内的液面；
第二组PTFE滤膜13包括两个PTFE滤膜；第二组PTFE滤膜13依次连接在第三导管12上，用于吸收三口烧瓶2内的沥青烟；
电子天平5设置第一组PTFE滤膜4和第二组PTFE滤膜13下方，用于测量试验前后第一组PTFE滤膜4、第一导管3、第二组滤膜13和第三导管12的重量。
图2中，通过三通阀11将两组PTFE滤膜分成两路，分别在不同时间吸收沥青烟。这里三通阀11为电磁阀，可以通过时间进行控制，例如试验开启后，第一组PTFE滤膜4对应的阀口开启，即第一阀口和第二阀口打开，第三阀口关闭，第一组PTFE滤膜4吸收沥青烟，预设时间后，第二组PTFE滤膜对应的阀口开启，即第一阀口和第三阀口打开，第二阀口关闭，第二组PTFE滤膜13吸收沥青烟，直到试验结束。这里预设时间可以根据需求设置，例如预设时间可以为试验完成时间的1/2，或小于试验完成时间的1/2，例如1/3，这是由于沥青烟的挥发为由多至少，因此可以将第一组PTFE滤膜4吸收沥青烟的时间设置的较短一点，防止第一组PTFE滤膜4吸收过饱和而导致部分沥青烟随采样泵8逸散，导致最后计算的沥青烟的重量准确率较低。
在另一实施例中，沥青烟中存在有机物和无机物，但是现有技术中没有对沥青烟的组分进行深入分析，导致无法对环保型沥青的研发提高理论依据。为了测量沥青烟的成分，如图3所示，沥青烟测量装置，还包括：第四导管14、第一阀门15和气相色谱质谱联用仪16；
第四导管14的一端连接三口烧瓶2的第一瓶口，第四导管14的另一端伸入溶液瓶6内，并低于溶液瓶6内的液面，溶液瓶6内放置环己烷溶液；第一阀门15设置在第四导管14上；当三通阀11关闭，第一阀门15开启时，采样泵8将三口烧瓶2内的沥青烟通过第四导管14吸入溶液瓶6内，被环己烷溶液吸收；
气相色谱质谱联用仪16用于检测吸收沥青烟的环己烷溶液中的沥青烟成分以及相对含量。
吸收沥青烟的溶液可以包括苯溶液、环己烷溶液等，由于苯溶液具有很强的致癌性，为防止试验人员在烟气采集过程中接触到苯，在本实施例中采用环己烷溶液吸收沥青烟。环己烷溶液的毒性小于苯溶液，且萃取效率高。
将吸收了沥青烟的环己烷溶液放入气相色谱质谱联用仪16中进行成分检测。气相色谱质谱联用仪16结合了气相色谱法的高分辨率和质谱法的高灵敏度 的优点，能够对沥青烟复杂组分中多环芳烃类的组成及含量分析。例如沥青烟中存在24种烷烃类物质，7种烯烃类物质，7种苯类物质，1种茚类物质，1种噻吩类物质，3种烷醇类物质，1种酯类物质。此外，也可根据该方法推算出沥青烟的释放量，探究沥青温度、沥青氧化程度和空气湿度等对烟气释放量造成的影响。
在一实施例中，在进行沥青烟成分测量时，为了提高测量效果，可以将溶液瓶6与气相色谱质谱联用仪16连接，在溶液瓶6的底面设置一个通孔，并采用第六导管将通孔和气相色谱质谱联用仪16的溶液进口连接，并在第六导管上设置第三阀门，在沥青烟被环己烷溶液吸收完全后，关闭第一阀门，打开第三阀门，使环己烷溶液自动流入气相色谱质谱联用仪16中，防止实验人员接触环己烷溶液，一来造成环己烷溶液的污染，二来可能给人员带来伤害。
在另一实施例中，沥青烟中还含有无机气体，例如二氧化碳，而气相色谱质谱联用仪16仅能测量出有机物质的含量，因此可以采用电化学装置测量无机气体的浓度。参见图4，沥青烟测量装置还包括第五导管17、第二阀门18和电化学装置19；
第五导管17的一端连接三口烧瓶2的第一瓶口，即从第一瓶口中伸出两个导管，分别为第四导管14和第五导管17，第五导管17的另一端连接电化学装置19的接口，第二阀门18设置在第五导管17上；第二阀门18用于打开或者关闭第五导管18。
电化学装置19用于在三通阀11和第一阀门15关闭，第二阀门18开启时，通过第五导管17将三口烧瓶2内的沥青烟通过第五导管17吸入电化学装置19中，进行无机气体的浓度的检测。
电化学装置19通过与被测气体发生反应，并产生与气体浓度成正比的电信号，从而确定被测气体的浓度。
在一实施例中，沥青烟测量装置还包括电源；
电源分别连接加热器1、采样泵8、气相色谱质谱联用仪16、电化学装置19、三通阀11、第一阀门15和第二阀门18，用于为上述加热器1、采样泵8、气相色谱质谱联用仪16、电化学装置19、三通阀11、第一阀门15和第二阀门18供电。
上述沥青烟测量装置，通过加热器可以调节对沥青样品的加热温度和搅拌速度，通过采样泵可以控制采样流速，从而可以实现沥青样品在不同温度和不同搅拌环境条件下的沥青烟测量。通过在沥青烟测量装置中设置两个PTFE滤膜，从而可以保证吸收沥青烟更多，防止沥青烟吸收不彻底造成沥青烟的重量计算不准确。另外，在计算终端计算沥青烟时，还根据加热器测量的三口烧瓶的不同时期的重量，得到沥青烟的重量，再将通过三口烧瓶计算的沥青烟的重量和通过第一组PTFE滤膜、第一导管计算的沥青烟的重量计算平均值，作为最终沥青烟的重量，从而可以提高沥青烟的计算准确度。
当沥青样品较多时，可以通过三通阀再设置一组PTFE滤膜吸收沥青烟，从而通过两组PTFE滤膜吸收沥青烟，使得在实验室环境下可以将沥青样品产生的沥青烟全部吸收完，使得计算的沥青烟的重量更准确。
通过控制第一阀门和第二阀门的开启和关闭，还可以实现对沥青烟中的有机物和无机物进行分析，得到沥青烟的气体成分和相对含量以及代表性无机物气体浓度，从而实现对沥青烟的分析更加系统。
最后，各部分零件均可拆卸，并在市场上易于找到替代品，提高了沥青烟测量装置使用的经济性，并且使用了性价比较高的材料，有效降低了使用成本。
图5为本发明实施例提供的一种沥青烟测量方法的实现流程图，采用上述任一项的沥青烟测量装置，沥青烟测量方法详述如下：
步骤501，开启加热器和电子天平，测量第一组PTFE滤膜和第一导管的第一重量。
在试验开始之前，首先将三口烧瓶洗净并进行烘干，清洗时可以采用环己烷溶液进行清洗，以便将之前试验残存的沥青残渣清洗干净，烘干是防止三口烧瓶内的水分影响后续沥青烟的重量计算的准确度。
开启电子天平，对第一组PTFE滤膜和第一导管进行称重，得到第一重量。
这里对第一组PTFE滤膜和第一导管是因为，试验中，PTFE滤膜可以吸收沥青烟，PTFE滤膜的重量变化为吸收的沥青烟的重量，第一导管中也会残存部分沥青烟，因此测量第一导管试验前后的重量变化可以提升沥青烟的重量的计算准确度。
步骤502，在溶液瓶中放置水溶液，并在三口烧瓶内放置沥青样品后，获取当前三口烧瓶的第二重量。
溶液瓶中放置水溶液，第一导管的另一端深入到水溶液中，当采样泵开启后，可以引导沥青烟顺着第一导管流动，从而被PTFE滤膜吸收。
第二重量为三口烧瓶和沥青样品的总重量，记为。
步骤503，在连接沥青烟测量装置后，开启采样泵，并对沥青样品加热至预设温度，采用预设速度进行搅拌。
按照图1的顺序连接沥青烟测量装置，调节加热器的温度和搅拌速度，开启采用泵。当沥青样品产生沥青烟后，被采样泵引流至PTFE滤膜上吸收。
步骤504，试验结束后，获取当前三口烧瓶的第三重量，并获取当前第一组PTFE滤膜和第一导管的第四重量。
第三重量为沥青样品散出沥青烟后沥青和三口烧瓶的重量，记为。
第四重量为第一组PTFE滤膜吸收沥青烟后于第一导管的总重量，即为。
步骤505，根据第一重量、第二重量、第三重量和第四重量，计算得到沥青样品产生的沥青烟的重量。
可选的，根据计算得到所述沥青样品产生的沥青烟的重量；
其中，表示沥青烟的重量，/>表示第一重量，/>表示第二重量，/>表示第三重量，/>表示第四重量。
在一实施例中，当沥青烟测量装置中包括两组PTFE滤膜时，测量沥青烟的重量的过程基本与附图5所示的步骤一致，不同的是电子天平测量的是第一组PTFE滤膜、第一导管、第二组PTFE滤膜和第三导管的第一重量。
另外，在连接沥青烟测量装置后，还包括：
开启三通阀的第一阀口和第二阀口，并在预设时间后，关闭第二阀口，开启第三阀口；
获取当前第一组PTFE滤膜和第一导管的第四重量，包括：
获取当前第一组PTFE滤膜、第一导管、第二组滤膜和第三导管的第四重量。
这样在试验开始后，采用第一组PTFE滤膜吸收沥青烟，在预设时间后，采用第二组PTFE滤膜吸收沥青烟，防止由于沥青样品多，产生的沥青烟可能导致第一组PTFE滤膜吸附过饱和，导致其余的沥青烟不能被吸收，使得沥青烟的重量计算不准确。
在一实施例中，还包括：
在三口烧瓶内重新放置沥青样品，这是由于之前的沥青样品已经充分释放沥青烟，并被PTFE滤膜吸收，因此在本实施例中测量沥青烟成分时则需要新的沥青样品。在溶液瓶中放置环己烷溶液后，关闭三通阀，并开启第一阀门，开启加热器和采样泵，并对沥青样品加热至预设温度，采用预设速度进行搅拌；
试验结束后，将溶液瓶中吸收了沥青烟的环己烷溶液采用气相色谱质谱联用仪测量，得到沥青烟成分以及相对含量。
本实施例中采用环己烷溶液吸收沥青烟，并采用气相色谱质谱联用仪测量吸收了沥青烟的环己烷溶液，从而可以测量得到沥青烟中各种有机物的组成及各有机物的含量。
在一实施例中，沥青烟中还含有无机气体，例如二氧化碳，而气相色谱质谱联用仪16仅能测量出有机物质的含量，因此可以采用电化学装置测量无机气体的浓度。沥青烟测量方法还包括：
在三口烧瓶内重新放置沥青样品，关闭三通阀和第一阀门，并开启第二阀门，开启加热器和电化学装置，并对沥青样品加热至预设温度，采用预设速度进行搅拌；
试验结束后，从电化学装置中得到沥青烟中无机气体的浓度。
电化学装置19通过与被测气体发生反应，并产生与气体浓度成正比的电信号，从而确定被测气体的浓度。
需要说明的是，沥青样品可以为添加了净味降碳材料的沥青，净味降碳材料可以降低沥青烟的气味和释放量，从而减少沥青烟对人体以及环境的危害。采用附图1-4中的沥青烟测量装置可以对净味降碳沥青的净味降碳效果进行分析，即采用未添加净味降碳材料的沥青进行试验，测量沥青烟的重量，然后采用添加了净味降碳材料的沥青进行试验，测量沥青烟的重量，将两者对应的重量进行对比，可以分析净味降碳材料的效果，如果后者的沥青烟的重量轻，则可以确定净味降碳材料确实效果好。另外还可以通过在沥青中逐渐增加净味降碳材料的试验方式，验证净味降碳材料的效果。
通过附图1-4中的沥青烟测量装置还可以对添加了净味降碳材料的沥青烟的成分变化和相对含量变化进行分析，以及对无机物的浓度变化进行分析，以便得到净味降碳材料的效果。
上述沥青烟测量方法，通过连接沥青烟测量装置，采用计算终端获取加热器和电子天平的测量值，并计算得到沥青烟的重量，通过三口烧瓶计算的沥青烟的重量和通过第一组PTFE滤膜、第一导管计算的沥青烟的重量计算平均值，作为最终沥青烟的重量，从而可以提高沥青烟的计算准确度。
当沥青样品较多时，可以通过三通阀再设置一组PTFE滤膜吸收沥青烟，从而通过两组PTFE滤膜吸收沥青烟，通过计算终端计算沥青烟的重量，可以得到更准确的沥青烟的重量。
通过控制第一阀门和第二阀门的开启和关闭，还可以实现对沥青烟中的有机物和无机物的测量，得到沥青烟的气体成分和相对含量以及代表性无机物气体浓度，从而实现对沥青烟的分析更加系统。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种沥青烟测量装置，其特征在于，包括：加热器、三口烧瓶、第一导管、第一组PTFE滤膜、电子天平、溶液瓶、第二导管、采样泵和计算终端；
所述加热器上设置三口烧瓶，用于为所述三口烧瓶内放置的沥青样品加热、搅拌以及测量试验前后所述三口烧瓶的重量；
所述三口烧瓶的第一瓶口密封、第二瓶口与空气连通、第三瓶口与所述第一导管的一端连接，所述第一导管的另一端伸入所述溶液瓶内，并低于所述溶液瓶内的液面，所述三口烧瓶内用于放置所述沥青样品，所述溶液瓶内放置水溶液；
所述第一组PTFE滤膜包括两个PTFE滤膜；所述第一组PTFE滤膜依次连接在所述第一导管上，用于吸收所述三口烧瓶内的沥青烟；
所述电子天平设置在所述第一组PTFE滤膜下方，用于测量试验前后所述第一组PTFE滤膜和所述第一导管的重量；
所述第二导管的一端伸入所述溶液瓶的瓶口，所述第二导管的另一端连接所述采样泵，所述溶液瓶为密封瓶，所述采样泵用于将所述三口烧瓶内的沥青烟通过所述第一导管引入所述溶液瓶内；
所述计算终端分别与所述电子天平、所述加热器连接，用于获取所述电子天平上测量的数据以及所述加热器测量的重量，并根据所有数据计算沥青烟的重量。
2.根据权利要求1所述的沥青烟测量装置，其特征在于，还包括三通阀、第三导管和第二组PTFE滤膜；
所述三通阀的第一阀口连接到所述第一导管上，且置于所述三口烧瓶的第三瓶口与所述第一组PTFE滤膜之间，第二阀口连接到所述第一导管上，且置于所述第一组PTFE滤膜之前，第三阀口连接所述第三导管的一端，所述第三导管的另一端与所述第一导管连接后伸入所述溶液瓶内，并低于所述溶液瓶内的液面；
所述第二组PTFE滤膜包括两个PTFE滤膜；所述第二组PTFE滤膜依次连接在所述第三导管上，用于吸收所述三口烧瓶内的沥青烟；
所述电子天平设置所述第一组PTFE滤膜和第二组PTFE滤膜下方，用于测量试验前后所述第一组PTFE滤膜、所述第一导管、所述第二组滤膜和所述第三导管的重量。
3.根据权利要求2所述的沥青烟测量装置，其特征在于，还包括：第四导管、第一阀门和气相色谱质谱联用仪；
所述第四导管的一端连接所述三口烧瓶的第一瓶口，所述第四导管的另一端伸入所述溶液瓶内，并低于所述溶液瓶内的液面，所述溶液瓶内放置环己烷溶液；所述第一阀门设置在所述第四导管上；当所述三通阀关闭，所述第一阀门开启时，所述采样泵将所述三口烧瓶内的沥青烟通过所述第四导管吸入所述溶液瓶内，被所述环己烷溶液吸收；
所述气相色谱质谱联用仪用于检测吸收沥青烟的环己烷溶液中的沥青烟成分以及相对含量。
4.根据权利要求3所述的沥青烟测量装置，其特征在于，还包括第五导管、第二阀门和电化学装置；
所述第五导管的一端连接所述三口烧瓶的第一瓶口，所述第五导管的另一端连接所述电化学装置的接口，所述第二阀门设置在所述第五导管上；
所述电化学装置用于在所述三通阀和所述第一阀门关闭，所述第二阀门开启时，通过所述第五导管将所述三口烧瓶内的沥青烟通过所述第五导管吸入所述电化学装置中，进行无机气体的浓度的检测。
5.根据权利要求4所述的沥青烟测量装置，其特征在于，还包括电源；
所述电源分别连接所述加热器、所述采样泵、所述气相色谱质谱联用仪、所述电化学装置、所述三通阀、所述第一阀门和所述第二阀门。
6.一种沥青烟测量方法，其特征在于，采用上述权利要求1-5中任一项所述的沥青烟测量装置，沥青烟测量方法包括：
开启加热器和电子天平，测量第一组PTFE滤膜和第一导管的第一重量；
在溶液瓶中放置水溶液，并在所述三口烧瓶内放置沥青样品后，获取当前三口烧瓶的第二重量；
在连接沥青烟测量装置后，开启采样泵，并对所述沥青样品加热至预设温度，采用预设速度进行搅拌；
试验结束后，获取当前三口烧瓶的第三重量，并获取当前第一组PTFE滤膜和第一导管的第四重量；
根据所述第一重量、所述第二重量、所述第三重量和所述第四重量，计算得到所述沥青样品产生的沥青烟的重量。
7.根据权利要求6所述的沥青烟测量方法，其特征在于，所述根据所述第一重量、所述第二重量、所述第三重量和所述第四重量，计算得到所述沥青样品产生的沥青烟的重量，包括：
根据计算得到所述沥青样品产生的沥青烟的重量；
其中，表示沥青烟的重量，/>表示第一重量，/>表示第二重量，/>表示第三重量，/>表示第四重量。
8.根据权利要求6所述的沥青烟测量方法，其特征在于，当沥青烟测量装置中包括两组PTFE滤膜时，所述获取第一组PTFE滤膜和第一导管的第一重量，包括：
获取第一组PTFE滤膜、第一导管、第二组PTFE滤膜和第三导管的第一重量；
在连接沥青烟测量装置后，还包括：
开启三通阀的第一阀口和第二阀口，并在预设时间后，关闭所述第二阀口，开启第三阀口；
获取当前第一组PTFE滤膜和第一导管的第四重量，包括：
获取当前第一组PTFE滤膜、第一导管、第二组滤膜和第三导管的第四重量。
9.根据权利要求6所述的沥青烟测量方法，其特征在于，还包括：
在所述三口烧瓶内重新放置沥青样品，并在溶液瓶中放置环己烷溶液后，关闭三通阀，并开启第一阀门，开启加热器和采样泵，并对所述沥青样品加热至预设温度，采用预设速度进行搅拌；
将溶液瓶中吸收了沥青烟的环己烷溶液采用气相色谱质谱联用仪测量，得到沥青烟成分以及相对含量。
10.根据权利要求6所述的沥青烟测量方法，其特征在于，还包括：
在所述三口烧瓶内重新放置沥青样品，关闭三通阀和第一阀门，并开启第二阀门，开启加热器和电化学装置，并对所述沥青样品加热至预设温度，采用预设速度进行搅拌；
试验结束后，从所述电化学装置中得到沥青烟中无机气体的浓度。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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