CN208635565U - 一种用于热重-红外联用分析的加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于热重‑红外联用分析的加热装置，包括有加热炉体、热电偶、电磁阀和温度控制系统，其中加热炉体和热电偶裹设在通气管道上，电磁阀设在通气管道的出气口上，电磁阀、热电偶和加热炉体均与温度控制系统相连接，热电偶能够把采集到的温度信息传输给温度控制系统，温度控制系统控制加热炉体和电磁阀的工作。有益效果：能够使通过热重分析仪的气体样品在可控的温度条件下进行红外光谱测试，保证准确有效的获得气体样品红外光谱数据。该加热装置结构简单可靠，并且控制较为智能方便。

Description

一种用于热重-红外联用分析的加热装置

技术领域

本实用新型涉及一种加热装置，特别涉及一种用于热重-红外联用分析的加热装置。

背景技术

目前，热重分析仪与傅立叶红外光谱分析仪，是当前比较常用的分析手段，热重分析仪在通气体条件下将样品按照一定速率加热，检测样品在升温条件下的质量变化，来判断样品的成分；傅立叶红外光谱分析仪是借助红外线对样品的官能团进行分析来确定样品的成分。热重-红外联用技术在上个世纪六十年代末被提出，这项技术是利用吹扫气(通常是氮气或者氧气)将热重过程中产生的挥发分或者分解产物，通过恒定在一般为200-250℃高温下的金属管道和玻璃气体池引入红外光谱仪器中，然后检测分析判断溢出气体组分、结构的一种技术。它弥补了热重分析法只能给出热分解温度、热失重百分量，而无法定性确定挥发气体成分的不足，因此在各种有机无机、高分子材料的热稳定性和热分解机理方面得到了广泛应用。大量的实例证明，热重-红外联用技术无滞后、返混情况，能够有效节省实验时间，准确方便地测定受热过程中样品生成或降解产物的结构及分解机理。

但是，目前商用的热重-红外联用装置的连接管件比较复杂，费用较高；并且在热重分析仪溢出气体通过连接管件时没有较为智能稳定的加热系统来维持气体进入管道时较为稳定的温度。并且目前的热重-红外联用装置都采用手动切换气体管路的方式。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决目前热重-红外联用装置在使用过程中热重分析仪溢出气体通过连接管件时没有较为智能稳定的加热系统来维持气体进入管道时较为稳定温度的问题，而提供的一种用于热重-红外联用分析的加热装置。

本实用新型提供的用于热重-红外联用分析的加热装置包括有加热炉体、热电偶、电磁阀和温度控制系统，其中加热炉体和热电偶裹设在通气管道上，电磁阀设在通气管道的出气口上，电磁阀、热电偶和加热炉体均与温度控制系统相连接，热电偶能够把采集到的温度信息传输给温度控制系统，温度控制系统控制加热炉体和电磁阀的工作。

电磁阀设有两个，对称设在通气管道的出气口处，电磁阀的型号为ZCG型高温电磁阀。

加热炉体为封闭式结构，加热炉体内设置的加热元件为碳化硅加热圈，碳化硅加热圈周围由玻璃纤维阻燃材料填充，加热炉体的周圈套设有保温隔热套管，保温隔热套管内填充有陶粒隔热材料。

温度控制系统的上端设置有数据传输接口、电磁阀接口、热电偶接口、加热炉体接口和电源接口，温度控制系统的下端设置有触摸屏连接口，温度控制系统内还设置有电磁阀控制器、高温断路控制器、热电偶信号接收器、炉体加热控制器、电源分配系统、PID控制器和触摸屏，电磁阀控制器、热电偶信号接收器、炉体加热控制器、PID控制器和触摸屏均与电源分配系统相连接并由电源分配系统提供电力，电源分配系统与电源接口相连接，高温断路控制器设在电源分配系统与电源接口的连接线路上，触摸屏上设置有电磁阀控制模块、温度检测模块和智能加热模块，数据传输接口通过触摸屏连接口与触摸屏相连接，电磁阀接口与电磁阀控制器相连接，电磁阀控制器与触摸屏通过触摸屏连接口进行数据连接，电磁阀的开合通过触摸屏上的电磁阀控制模块进行控制，热电偶接口与热电偶信号接收器连接，热电偶信号接收器与触摸屏通过触摸屏连接口连接，热电偶采集到的温度信息传输到热电偶信号接收器，并且在触摸屏的温度检测模块显示出来，热电偶信号接收器还与PID控制器相连接，热电偶传输回来的温度信息也会通过热电偶信号接收器传递给PID控制器，加热炉体接口与炉体加热控制器连接，炉体加热控制器与PID控制器连接，PID控制器又通过触摸屏连接口与触摸屏连接，PID控制器根据热电偶信号接收器传输的温度信息，调节炉体加热控制器给加热炉体的加热功率、加热温度及速率进行智能调节，加热的信息通过触摸屏的智能加热模块显示，高温断路控制器通过电源分配系统与PID控制器连接，当加热温度超过预设的报警温度时高温断路控制器接收到PID控制器传输的热电偶的信号，并切断电路。

上述的电磁阀控制器、高温断路控制器、热电偶信号接收器、炉体加热控制器、电源分配系统、PID控制器和触摸屏均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本实用新型的工作原理：

本实用新型提供的加热装置根据测试的要求来确定气体加热的温度等参数，在智能温度控制系统的主显示界面设定传感器参数、温度设定、输出功率、超温保护以及警报设定等信息。输出功率设定为输出上限值与输出下限值。

从热重分析仪流出的气体进入连接热重分析仪与加热装置的通气管道，通气管道外由加热炉体包裹。加热炉体根据接收到的智能温度控制系统传输的信息，按照预设的升温速率对气体进行加热。加热后的气体流经安装有铠装热电偶的通气管道时，热电偶对当前的气体温度信息进行采集，并且实时传输回温度控制系统，温度控制系统的主显示画面上显示气体的当前温度变化。

加热炉体内温度能够任意设定并精确保持，当气体温度没有达到预设温度时，温度控制系统控制加热元件输出功率按输出上限执行，到达以后，输出功率变为由计算得出的值，保证气体经过加热炉体后温度达到预设温度并保持稳定。经过加热装置加热后的气体，由电磁阀控制沿设定的通道和流速流出，通过保温管道进入红外光谱分析仪进行分析。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的用于热重-红外联用分析的加热装置能够使通过热重分析仪的气体样品在可控的温度条件下进行红外光谱测试，保证准确有效的获得气体样品红外光谱数据。该加热装置结构简单可靠，并且控制较为智能方便。

附图说明

图1为本实用新型所述加热装置安装位置示意图。

图2为本实用新型整体结构示意图。

图3为本实用新型所述加热炉体剖视结构示意图。

图4为本实用新型所述温度控制系统结构示意图。

1、加热炉体 2、热电偶 3、电磁阀 4、温度控制系统

5、通气管道 6、加热元件 7、保温隔热套管 8、数据传输接口

9、电磁阀接口 10、热电偶接口 11、加热炉体接口 12、电源接口

13、触摸屏连接口 14、电磁阀控制器 15、高温断路控制器

16、热电偶信号接收器 17、炉体加热控制器 18、电源分配系统

19、PID控制器 20、触摸屏 21、热重分析仪 22、红外光谱分析仪。

具体实施方式

请参阅图1至图4所示：

本实用新型提供的用于热重-红外联用分析的加热装置包括有加热炉体1、热电偶2、电磁阀3和温度控制系统4，其中加热炉体1和热电偶2裹设在通气管道5上，电磁阀3设在通气管道5的出气口上，电磁阀3、热电偶2和加热炉体1均与温度控制系统4相连接，热电偶2能够把采集到的温度信息传输给温度控制系统4，温度控制系统4控制加热炉体1和电磁阀3的工作。

电磁阀3设有两个，对称设在通气管道5的出气口处，电磁阀3的型号为ZCG型高温电磁阀。

加热炉体1为封闭式结构，加热炉体1内设置的加热元件6为碳化硅加热圈，碳化硅加热圈周围由玻璃纤维阻燃材料填充，加热炉体1的周圈套设有保温隔热套管7，保温隔热套管7内填充有陶粒隔热材料。

温度控制系统4的上端设置有数据传输接口8、电磁阀接口9、热电偶接口10、加热炉体接口11和电源接口12，温度控制系统4的下端设置有触摸屏连接口13，温度控制系统4内还设置有电磁阀控制器14、高温断路控制器15、热电偶信号接收器16、炉体加热控制器17、电源分配系统18、PID控制器19和触摸屏20，电磁阀控制器14、热电偶信号接收器16、炉体加热控制器17、PID控制器19和触摸屏20均与电源分配系统18相连接并由电源分配系统18提供电力，电源分配系统18与电源接口12相连接，高温断路控制器15设在电源分配系统18与电源接口12的连接线路上，触摸屏20上设置有电磁阀控制模块、温度检测模块和智能加热模块，数据传输接口8通过触摸屏连接口13与触摸屏20相连接，电磁阀接口9与电磁阀控制器14相连接，电磁阀控制器14与触摸屏20通过触摸屏连接口13进行数据连接，电磁阀3的开合通过触摸屏20上的电磁阀控制模块进行控制，热电偶接口10与热电偶信号接收器16连接，热电偶信号接收器16与触摸屏20通过触摸屏连接口13连接，热电偶2采集到的温度信息传输到热电偶信号接收器16，并且在触摸屏20的温度检测模块显示出来，热电偶信号接收器16还与PID控制器19相连接，热电偶2传输回来的温度信息也会通过热电偶信号接收器16传递给PID控制器19，加热炉体接口11与炉体加热控制器17连接，炉体加热控制器17与PID控制器19连接，PID控制器19又通过触摸屏连接口13与触摸屏20连接，PID控制器19根据热电偶信号接收器16传输的温度信息，调节炉体加热控制器17给加热炉体1的加热功率、加热温度及速率进行智能调节，加热的信息通过触摸屏20的智能加热模块显示，高温断路控制器15通过电源分配系统18与PID控制器19连接，当加热温度超过预设的报警温度时高温断路控制器15接收到PID控制器19传输的热电偶2的信号，并切断电路。

上述的电磁阀控制器14、高温断路控制器15、热电偶信号接收器16、炉体加热控制器17、电源分配系统18、PID控制器19和触摸屏20均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本实用新型的工作原理：

本实用新型提供的加热装置根据测试的要求来确定气体加热的温度等参数，在智能温度控制系统4的主显示界面设定传感器参数、温度设定、输出功率、超温保护以及警报设定等信息。输出功率设定为输出上限值与输出下限值。

从热重分析仪21流出的气体进入连接热重分析仪21与加热装置的通气管道5，通气管道5外由加热炉体1包裹。加热炉体1根据接收到的智能温度控制系统传输的信息，按照预设的升温速率对气体进行加热。加热后的气体流经安装有铠装热电偶2的通气管道5时，热电偶2对当前的气体温度信息进行采集，并且实时传输回温度控制系统4，温度控制系统4的主显示画面上显示气体的当前温度变化。

加热炉体1内温度能够任意设定并精确保持，当气体温度没有达到预设温度时，温度控制系统4控制加热元件6输出功率按输出上限执行，到达以后，输出功率变为由计算得出的值，保证气体经过加热炉体1后温度达到预设温度并保持稳定。经过加热装置加热后的气体，由电磁阀3控制沿设定的通道和流速流出，通过保温管道进入红外光谱分析仪22进行分析。

Claims (4)

1.一种用于热重-红外联用分析的加热装置，其特征在于：包括有加热炉体、热电偶、电磁阀和温度控制系统，其中加热炉体和热电偶裹设在气体流通管道上，电磁阀设在气体流通管道的出气口上，电磁阀、热电偶和加热炉体均与温度控制系统相连接，热电偶能够把采集到的温度信息传输给温度控制系统，温度控制系统控制加热炉体和电磁阀的工作。

2.根据权利要求1所述的一种用于热重-红外联用分析的加热装置，其特征在于：所述的电磁阀设有两个，对称设在气体流通管道的出气口处，电磁阀的型号为ZCG型高温电磁阀。

3.根据权利要求1所述的一种用于热重-红外联用分析的加热装置，其特征在于：所述的加热炉体为封闭式结构，加热炉体内设置的加热元件为碳化硅加热圈，碳化硅加热圈周围由玻璃纤维阻燃材料填充，加热炉体的周圈套设有保温隔热套管，保温隔热套管内填充有陶粒隔热材料。

4.根据权利要求1所述的一种用于热重-红外联用分析的加热装置，其特征在于：所述的温度控制系统的上端设置有数据传输接口、电磁阀接口、热电偶接口、加热炉体接口和电源接口，温度控制系统的下端设置有触摸屏连接口，温度控制系统内还设置有电磁阀控制器、高温断路控制器、热电偶信号接收器、炉体加热控制器、电源分配系统、PID控制器和触摸屏，电磁阀控制器、热电偶信号接收器、炉体加热控制器、PID控制器和触摸屏均与电源分配系统相连接并由电源分配系统提供电力，电源分配系统与电源接口相连接，高温断路控制器设在电源分配系统与电源接口的连接线路上，触摸屏上设置有电磁阀控制模块、温度检测模块和智能加热模块，数据传输接口通过触摸屏连接口与触摸屏相连接，电磁阀接口与电磁阀控制器相连接，电磁阀控制器与触摸屏通过触摸屏连接口进行数据连接，电磁阀的开合通过触摸屏上的电磁阀控制模块进行控制，热电偶接口与热电偶信号接收器连接，热电偶信号接收器与触摸屏通过触摸屏连接口连接，热电偶采集到的温度信息传输到热电偶信号接收器，并且在触摸屏的温度检测模块显示出来，热电偶信号接收器还与PID控制器相连接，热电偶传输回来的温度信息也会通过热电偶信号接收器传递给PID控制器，加热炉体接口与炉体加热控制器连接，炉体加热控制器与PID控制器连接，PID控制器又通过触摸屏连接口与触摸屏连接，PID控制器根据热电偶信号接收器传输的温度信息，调节炉体加热控制器给加热炉体的加热功率、加热温度及速率进行智能调节，加热的信息通过触摸屏的智能加热模块显示，高温断路控制器通过电源分配系统与PID控制器连接，当加热温度超过预设的报警温度时高温断路控制器接收到PID控制器传输的热电偶的信号，并切断电路。