CN206862822U - 一种激光加热炭黑含量测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及塑料制品组分测定装置技术领域，尤其涉及一种激光加热炭黑含量测试仪。本实用新型提供的激光加热炭黑含量测试仪，包括激光加热装置、样品室及控制装置，激光加热装置包括一与样品室的外壁垂直连接的激光加热头，激光加热头通过光纤与激光器连接，激光器的输入端与控制装置的输出端电连接，样品室的两端分别通过气体进口密封塞和气体出口密封塞封闭，气体进口密封塞上设置两个气体通入管道，气体出口密封塞上设置气体排出管，样品室的内壁固定温度传感器和气流传感器，温度传感器和气流传感器的输出端均与控制装置的输入端电连接。采用本实用新型提供的激光加热炭黑含量测试仪，与传统测试方法相比，缩短了测试时长，提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及塑料制品组分测定装置技术领域，尤其涉及一种激光加热炭黑含量测试仪。
背景技术
炭黑含量是聚乙烯管材专用料及其管道制品的重要指标之一，其直接影响聚烯烃的耐老化程度，合理的炭黑含量是确保聚乙烯管材长期可靠使用的基础，因此对聚乙烯管材专用料的炭黑含量进行测定十分必要。目前，主要使用炭黑含量测试仪对塑料制品的炭黑含量进行测定，其原理是将一定量的样品在氮气流中于550±50℃热解大约45min，之后在900±50℃煅烧，根据热解和煅烧前后的质量差计算炭黑含量。现有的炭黑含量测试仪一般采用管式电炉进行加热，整个升温及测试过程需要约180min到220min，在实际生产过程中，采用传统炭黑含量测定方法，所需时间过长，影响生产效率。
鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有较高工作效率的激光加热炭黑含量测试仪，用以克服上述技术缺陷。
本实用新型提供的激光加热炭黑含量测试仪，包括激光加热装置、样品室及控制装置，样品室为中空圆筒，激光加热装置包括一与样品室的外壁垂直连接并用于对其进行加热的激光加热头，激光加热头通过光纤与激光器连接，激光器的输入端与控制装置的输出端电连接，样品室的两端分别通过气体进口密封塞和气体出口密封塞封闭，气体进口密封塞上设置两个气体通入管道，气体出口密封塞上设置气体排出管，样品室的内壁固定一用于对样品室内的温度进行检测的温度传感器及对样品室内的气流进行检测的气流传感器，温度传感器和气流传感器的输出端均与控制装置的输入端电连接。
作为一种优选的方案，气体进口密封塞上设置的气体通入管道为N2输入管和O2输入管。
作为一种优选的方案，样品室的外壁包围保温层。
本实用新型提供的激光加热炭黑含量测试仪，测定样品中炭黑含量的过程如下：
取已烘干恒重的陶瓷样品舟，样品舟质量为m，在样品舟中放入适量的待测样品，待测样品重量为m1，将样品舟放入样品室内，塞紧样品室两侧的气体进口密封塞和气体出口密封塞，控制装置发出指令，N2输入管打开，以20ml/min的通入速率向样品室内通入N2，同时气体排出管打开，排空样品室内的空气，在空气排完后控制装置对激光加热装置发出指令，激光加热头开始对样品室进行加热，通过温度传感器、气流传感器及控制装置的相互配合，将样品室内温度控制在550℃，经测定，从加热到样品室恒温550℃所需时间为120s，样品处于N2环境热解约40min，期间持续通入N2，避免测试环境中因O2的混入造成样品部分成分的热氧化，影响测试精准度。
样品热解后，关闭激光加热装置并持续向样品室内通入N2约5min，进行降温，待降温成功，拔出气体出口密封塞，取出样品舟并将其放入真空皿中晾至室温并称重，样品舟及样品在N2中裂解后的样品总重m2，此过程约耗时15min。将称量后的样品及样品舟放入样品室进行煅烧，塞紧气体出口密封塞，向样品室内通入O2约5min，排出的空气和通入的O2自气体排出管排出，同时激光加热装置对样品室进行加热，通过控制装置将样品室内温度控制在900℃，从加热到样品室恒温900℃所需时间为120s，使样品处于O2环境氧化10min，期间持续通入O2，保证样品充分氧化。之后关闭激光加热装置并持续通入O2约5min进行降温，拔出气体出口密封塞，取出样品舟并放入真空皿中晾至室温并称重，样品舟及样品总重m3，此过程约25min。
炭黑含量c(％)计算公式如下：
式中：m1为待测样品质量；
m2为样品舟和样品在550℃热解后的质量；
m3为样品舟和热解后的样品在900℃煅烧后的质量。
本实用新型由于采用激光加热装置对样品室进行加热，能够有效提高加热效率缩短加热时间，同时采用铜制样品室，能够更好的进行传热并保证加热均匀。同时在样品室外壁包围保温层，能够稳定控温效果，提高检测的准确性。本实用新型测定样品中炭黑含量过程，测试过程总时长约100-130min，比传统炭黑含量测试仪的加热方法节约了测试时长，提高了生产效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的激光加热炭黑含量测试仪的结构示意图。
图中：1、激光加热装置；11、激光加热头；12、光纤；13、激光器；2、样品室；21、温度传感器；22、气流传感器；3、保温层；4、N2输入管；5、O2输入管；6、气体进口密封塞；7、气体出口密封塞；8、气体排出管。
具体实施方式
体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。
如图1所示，本实用新型提供一种激光加热炭黑含量测试仪，包括激光加热装置1、样品室2及控制装置，样品室2为中空圆筒，其壳体的材质为导热系数较高的铜，激光加热装置1包括一激光加热头11，其与样品室2的外壁垂直连接，激光加热头11通过光纤12与若干激光器13连接，激光器13的输入端与控制装置的输出端电连接，当控制装置发出工作指令时激光器13开始工作，中频或高频交流信号通过光纤12传递至激光加热头11，通过激光加热头11的作用，在样品室2的壳体周围产生交变磁场，使样品室2的壳体产生同频率的感应电流，这种感应电流在壳体中呈不均匀分布，利用此集肤效应，从而使样品室2迅速得到加热。
样品室2的两端分别通过气体进口密封塞6和气体出口密封塞7封闭，气体进口密封塞6上设置N2输入管4和O2输入管5，控制N2输入管4和O2输入管5开闭的阀门与控制装置连接，用于接收控制装置传达的开闭指令，控制装置同时能够控制N2输入管4和O2输入管5中气体的通入速率，气体出口密封塞7上设置气体排出管8，气体排出管8开闭的阀门与控制装置连接。
样品室2的内壁固定一温度传感器21，温度传感器21的输出端与控制装置的输入端电连接，温度传感器21用于测定样品室2内的温度，并将温度信号转换为电信号传输至控制装置，便于操作者了解样品室2内的实际温度是否达到标准要求，同时，当激光加热头11和激光器13异常工作时，可通过参考温度传感器21传输至控制装置的信息，采取相应措施，切断电源，维修或更换设备。
样品室2的内壁设置气流传感器22，气流传感器22的输出端与控制装置的输入端电连接，气流传感器22用于测定样品室2内气体的流速，并将气体流速信号转换为电信号传输至控制装置，便于操作者了解样品室2内的实际气体流速是否符合标准，同时，当N2和O2的输入装置工作异常，不受控制装置控制时，气流传感器22可将测定的样品室2内实际的气体的流速信息传输至控制装置，便于操作者采取相应措施。
样品室2的外壁包围保温层3，以减少样品室2的散热，保证样品在样品室2内稳定的加热。
本实用新型提供的激光加热炭黑含量测试仪，测定样品中炭黑含量的过程如下：
取已烘干恒重的陶瓷样品舟，样品舟质量为m，在样品舟中放入适量的待测样品，待测样品重量为m1，将样品舟放入样品室2内，塞紧样品室两侧的气体进口密封塞6和气体出口密封塞7，控制装置发出指令，N2输入管4打开，以20ml/min的通入速率向样品室2内通入N2，同时气体排出管8打开，排空样品室2内的空气，控制装置对激光加热装置1发出指令，激光加热头11工作，对样品室2进行加热，通过温度传感器21、气流传感器22及控制装置的相互配合，将样品室2内温度控制在550℃，经测定，从加热到样品室2恒温550℃所需时间为120s，样品处于N2环境热解约40min，期间持续通入N2，避免测试环境中因O2的混入造成样品部分成分的热氧化，影响测试精准度。
样品热解后，关闭激光加热装置1并持续向样品室2内通入N2约5min，进行降温，待降温成功，拔出气体出口密封塞7，取出样品舟并将其放入真空皿中晾至室温并称重，样品舟及样品在N2中裂解后的样品总重m2，此过程约耗时15min。将称量后的样品及样品舟放入样品室2进行煅烧，塞紧气体出口密封塞7，向样品室2内通入O2约5min，排出的空气和通入的O2自气体排出管8排出，同时激光加热装置1对样品室2进行加热，通过控制装置将样品室2内温度控制在900℃，从加热到样品室恒温900℃所需时间为120s，使样品处于O2环境氧化10min，期间持续通入O2，保证样品充分氧化。之后关闭激光加热装置1并持续通入O2约5min进行降温，拔出气体出口密封塞7，取出样品舟并放入真空皿中晾至室温并称重，样品舟及样品总重m3，此过程约25min。
炭黑含量c(％)计算公式如下：
式中：m1为待测样品质量；
m2为样品舟和样品在550℃热解后的质量；
m3为样品舟和热解后的样品在900℃煅烧后的质量。
采用本实用新型提供的激光加热炭黑含量测试仪，测定样品中炭黑含量，测试过程总时长约100-130min，比传统炭黑含量测试仪的加热方法节约了测试时长，提高了生产效率。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (3)
1.一种激光加热炭黑含量测试仪，其特征在于：包括激光加热装置(1)、样品室(2)和控制装置，所述样品室(2)为中空圆筒，所述激光加热装置(1)包括一与所述样品室(2)外壁垂直连接并用于对其进行加热的激光加热头(11)，所述激光加热头(11)通过光纤(12)与激光器(13)连接，所述激光器(13)的输入端与所述控制装置的输出端电连接，所述样品室(2)的两端分别通过一气体进口密封塞(6)和一气体出口密封塞(7)封闭，所述气体进口密封塞(6)上设置两个气体通入管道，所述气体出口密封塞(7)上设置气体排出管(8)，所述样品室(2)的内壁固定一用于对样品室(2)内的温度进行检测的温度传感器(21)及对样品室(2)内的气流进行检测的气流传感器(22)，所述温度传感器(21)和气流传感器(22)的输出端均与所述控制装置的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的激光加热炭黑含量测试仪，其特征在于：所述气体进口密封塞(6)上设置的气体通入管道为N2输入管(4)和O2输入管(5)。
3.根据权利要求1所述的激光加热炭黑含量测试仪，其特征在于：所述样品室(2)的外壁包围保温层(3)。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111504844A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-08-07 | 宁夏计量质量检验检测研究院 | 一种全自动炭黑测定装置 |
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2017
- 2017-07-12 CN CN201720845736.8U patent/CN206862822U/zh not_active Expired - Fee Related
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