CN203786003U - 一种静态容量法自动吸附测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种静态容量法自动吸附测量装置，包括：吸附质气体存储器、抽真空管路、进气管路、真空泵、恒温槽和试样池；吸附质气体存储器与进气管路的一端连接，抽真空管路的一端与惰性气体存储器连接；抽真空管路的另一端、进气管路的另一端与试样池之间通过三通阀连接；真空泵分别与抽真空管路、进气管路连接；试样池位于恒温槽内部；进气管路上设有两组用于改变定量体积空间的真空阀。本实用新型的有益效果如下：能够根据样品的比表面积大小随时调整两组真空阀的开闭，进而调整定量体积空间的大小，能够实现对小比表面积的样品更精确得分析；且能够对大比表面积的样品实现测试速度的提升，减少真空容器的泄漏率，提高测试精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及纳米材料比表面积和孔隙度测量分析技术领域，特别是指一种静态容量法自动吸附测量装置。
背景技术
目前，纳米材料比表面积和孔隙度测量分析仪中最关键的部分是静态容量法自动吸附测量装置，该装置主要包括试样的加热脱气预处理机构和恒温低温吸附机构，传统的静态容量法自动吸附测量装置中加热脱气预处理机构与恒温低温吸附机构是单独的两个管路；且恒温低温吸附机构中的进气管路上只设有一组真空阀，因此只能分隔出一个固定的定量体积空间和一个样品室空间，如图1所示。
工作时，首先将装有纳米材料样品的试样池连接到加热脱气预处理机构的管路终端，预处理加热器11对试样池10进行加热，同时真空泵7不断将管路中加热样品产生的杂质和气体抽出，上述加热脱气过程一般要持续几个小时，加热脱气完毕，需要对样品进行冷却，然后向该加热脱气预处理机构的管路中通入惰性气体，比如氦气，使得试样池10中恢复常规大气压值；之后将试样池10从加热脱气预处理机构的管路终端拆卸下来，装到吸附机构的管路终端，之后再通过真空泵7将吸附机构的管路抽成真空，之后浸入低温恒温槽9中，之后通入吸附质气体，试样池10中的样品在恒温槽的低温环境中进行吸附质气体的吸附和各项测试结果的计算。
分析样品时，利用常压理想气态方程原理PV=RT，其中P为压力值，V为体积，R为气体量，T为温度。每一路进气管路3被一组真空阀15分割成两个空间：一个固定的定量体积空间（如图1中虚线框内所示）和一个样品室空间，其中固定的定量体积空间为已知量，样品室空间为未知量。当RT的值一定时，V改变，P就改变，通过测试压力传感器13和电路采集板将压力值采集下来，经过各种参数调节，计算样品吸附和脱附量，再通过各种理论公式计算出我们需要的各种数据。
上述这种静态容量法自动吸附测量装置的缺点如下：
由上面的理想气态方程不难看出，当测试压力传感器13精度一定时，V越小，最终测试出的样品气体吸附量和脱附量的测试精度越高。这样就导致了样品室空间非常有限，当样品比表面积很小时，吸附量比较小，固定的定量体积空间越小测试精度越高；当样品比表面积很大时，吸附量比较大，如果此时固定的定量体积空间还保持上一种情况那样比较小，每次吸附质气体的进气量就较少，这样必然导致测试分析时间增加，由于任何一个真空容器，都有一定的泄漏率，测试分析时间越长，受泄漏率的影响越大，测试结果精确度越低。
实用新型内容
本实用新型提出一种静态容量法自动吸附测量装置，解决了现有技术中不能根据样品实际情况调整定量体积空间大小、测试精度低的问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种静态容量法自动吸附测量装置，包括：吸附质气体存储器、抽真空管路、进气管路、真空泵、恒温槽和试样池；所述吸附质气体存储器与所述进气管路的一端连接，所述抽真空管路的一端与惰性气体存储器连接；所述抽真空管路的另一端、所述进气管路的另一端与所述试样池之间通过三通阀连接；所述真空泵分别与所述抽真空管路、所述进气管路连接；所述试样池位于所述恒温槽内部；所述进气管路上设有两组用于改变定量体积空间的真空阀。
所述抽真空管路上设有防飞溅过滤器。
所述防飞溅过滤器与所述真空泵之间的所述抽真空管路上设有第一控制阀和预处理压力传感器。
所述吸附质气体存储器与所述真空泵之间的所述进气管路上设有第二控制阀、第三控制阀和测试压力传感器。
所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀均为电磁控制阀。
本实用新型的工作原理如下：
将试样池下面的恒温槽拆卸掉，换成预处理加热器，关闭第二控制阀和第三控制阀，打开第一控制阀，同时开启真空泵，预处理加热器对试样池中的待测试样品进行加热的同时，真空泵将抽真空管路中的杂质气体不断抽走，直至预处理压力传感器的示数显示抽真空管路中已经达到理想的真空状态。取下预处理加热器。
然后关闭第一控制阀和抽真空管路，并打开第三控制阀和进气管路，将进气管路抽真空后关闭第三控制阀，将试样池浸入恒温低温槽中，再打开第二控制阀，让吸附质气体存储器中的吸附质气体顺着进气管路通入试样池中，试样池中的待测试样品吸附气体，同时测试压力传感器对吸附过程中的各个阶段的压力值进行检测，最终根据得到的数据进行测试结果的计算。
分析样品时，利用常压理想气态方程原理PV=RT，其中P为压力值，V为体积，R为气体量，T为温度。每一路进气管路被一组真空阀分割成两个空间：两个固定的定量体积空间（如图2中虚线框内所示）和一个样品室空间，其中固定的定量体积空间为已知量，样品室空间为未知量。当RT的值一定时，V改变，P就改变，通过测试压力传感器和电路采集板将压力值采集下来，经过各种参数调节，计算样品吸附和脱附量，再通过各种理论公式计算出我们需要的各种数据。当样品吸附量较小时，只开一组真空阀，这样能保证定量体积空间比较小，缩小测试分析时间，提高测试分析精度；当样品吸附量较大时，两组真空阀全部开放，这样能保证定量体积空间比较大的同时，也减少测试分析时间，进一步减小泄漏率，提高测试结果的精确度。
上述防飞溅过滤器能够防止预处理加热脱气过程中待测试样品通过抽真空管路被真空泵抽走。
进气管路和抽真空管路均可以为若干条不锈钢真空管。
本实用新型的有益效果为：
通过在用于测试分析的进气管路上设置两组真空阀，能够根据样品的比表面积大小随时调整两组真空阀的开闭，进而调整定量体积空间的大小，能够实现对小比表面积的样品更精确得分析；且能够对大比表面积的样品实现测试速度的提升，减少真空容器的泄漏率，提高测试精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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为背景技术中所述的静态容量法自动吸附测量装置的结构示意图；
图2为本实用新型所述的静态容量法自动吸附测量装置的结构示意图。
图中：
1、吸附质气体储存器，2、抽真空管路，3、进气管路，4、第一控制阀，5、第二控制阀，6、第三控制阀，7、真空泵，8、三通阀，9、恒温槽，10、试样池，11、预处理加热器，12、预处理压力传感器，13、测试压力传感器，14、防飞溅过滤器，15、真空阀。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图2所示的实施例可知，本实用新型所述的一种静态容量法自动吸附测量装置，包括：吸附质气体存储器1、抽真空管路2、进气管路3、真空泵7、恒温槽9和试样池10；吸附质气体存储器1与进气管路3的一端连接，抽真空管路2的一端与惰性气体存储器连接；抽真空管路2的另一端、进气管路3的另一端与试样池10之间通过三通阀8连接；真空泵7分别与抽真空管路2、进气管路3连接；试样池10位于所述恒温槽9内部；进气管路3上设有两组用于改变定量体积空间的真空阀15。
所述抽真空管路2上设有防飞溅过滤器14。防飞溅过滤器14与真空泵7之间的抽真空管路2上设有第一控制阀4和预处理压力传感器12。
所述吸附质气体存储器1与真空泵7之间的进气管路3上设有第二控制阀5、第三控制阀6和测试压力传感器13。
所述第一控制阀4、第二控制阀5和第三控制阀6均为电磁控制阀。
利用上述静态容量法自动吸附测量装置进行纳米材料的比表面积和孔隙度测量分析的工作过程如下：
将试样池10下面的恒温槽9拆卸掉，换成预处理加热器11，关闭第二控制阀5和第三控制阀6，打开第一控制阀4，同时开启真空泵7，预处理加热器11对试样池10中的待测试样品进行加热的同时，真空泵7将抽真空管路2中的杂质气体不断抽走，直至预处理压力传感器12的示数显示抽真空管路2中已经达到理想的真空状态，取下预处理加热器。
然后关闭第一控制阀和抽真空管路2，并打开第三控制阀6和进气管路3，将进气管路3抽真空后关闭第三控制阀6，将试样池10浸入恒温低温槽9中，再打开第二控制阀5，让吸附质气体存储器1中的吸附质气体顺着进气管路3通入试样池10中，试样池10中的待测试样品吸附气体，同时测试压力传感器13对吸附过程中的各个阶段的压力值进行检测，最终根据得到的数据进行测试结果的计算。
分析样品时，利用常压理想气态方程原理PV=RT，其中P为压力值，V为体积，R为气体量，T为温度。每一路进气管路3被一组真空阀15分割成两个空间：两个固定的定量体积空间（如图2中虚线框内所示）和一个样品室空间，其中固定的定量体积空间为已知量，样品室空间为未知量。当RT的值一定时，V改变，P就改变，通过测试压力传感器13和电路采集板将压力值采集下来，经过各种参数调节，计算样品吸附和脱附量，再通过各种理论公式计算出我们需要的各种数据。当样品吸附量较小时，只开一组真空阀5，这样能保证定量体积空间比较小，缩小测试分析时间，提高测试分析精度；当样品吸附量较大时，两组真空阀5全部开放，这样能保证定量体积空间比较大的同时，也减小测试分析时间，进一步减小泄漏率，提高测试结果的精确度。
上述防飞溅过滤器14能够防止预处理加热脱气过程中待测试样品通过抽真空管路2被真空泵7抽走。
综上所述，本实用新型通过在用于测试分析的进气管路上设置两组真空阀，能够根据样品的比表面积大小随时调整两组真空阀的开闭，进而调整定量体积空间的大小，能够实现对小比表面积的样品更精确得分析；且能够对大比表面积的样品实现测试速度的提升，减少真空容器的泄漏率，提高测试精度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种静态容量法自动吸附测量装置，其特征在于，包括：吸附质气体存储器（1）、抽真空管路（2）、进气管路（3）、真空泵（7）、恒温槽（9）和试样池（10）；所述吸附质气体存储器（1）与所述进气管路（3）的一端连接，所述抽真空管路（2）的一端与惰性气体存储器连接；所述抽真空管路（2）的另一端、所述进气管路（3）的另一端与所述试样池（10）之间通过三通阀（8）连接；所述真空泵（7）分别与所述抽真空管路（2）、所述进气管路（3）连接；所述试样池（10）位于所述恒温槽（9）内部；所述进气管路（3）上设有两组用于改变定量体积空间的真空阀（15）。
2.根据权利要求1所述的一种静态容量法自动吸附测量装置，其特征在于，所述抽真空管路（2）上设有防飞溅过滤器（14）。
3.根据权利要求2所述的一种静态容量法自动吸附测量装置，其特征在于，所述防飞溅过滤器（14）与所述真空泵（7）之间的所述抽真空管路（2）上设有第一控制阀（4）和预处理压力传感器（12）。
4.根据权利要求3所述的一种静态容量法自动吸附测量装置，其特征在于，所述吸附质气体存储器（1）与所述真空泵（7）之间的所述进气管路（3）上设有第二控制阀（5）、第三控制阀（6）和测试压力传感器（13）。
5.根据权利要求4所述的一种静态容量法自动吸附测量装置，其特征在于，所述第一控制阀（4）、第二控制阀（5）和第三控制阀（6）均为电磁控制阀。
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|---|---|---|---|---|
| CN104819910A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-08-05 | 辽宁工程技术大学 | 常压条件下测定大样量煤样吸附气体量的实验装置和方法 |
| CN109799117A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-05-24 | 北京鸿远通达科技有限公司 | 用于气体吸附管的自动采样装置以及自动采样方法 |
| CN114199719A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-18 | 仪晟科学仪器(嘉兴)有限公司 | 一种比表面积测试装置及测试方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| COR | Change of bibliographic data |
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