同步跟蹤測定氣固吸附過程微熱量變化的裝置及測定方法制造方法及圖紙

一種同步跟蹤測定氣固吸附過程微熱量變化的裝置及測定方法，屬于氣固吸附領域。由氣源系統、真空系統、氣體計量系統、氣固吸附系統、溫差控制系統、功率標定系統和數據采集與閥門控制系統七部分組成。采用恒容法計量固體吸附氣體的體積，通過高精度壓力傳感器測定吸附過程壓力的變化，結合數據優化算法與粗大誤差剔除算法，獲得吸附過程氣體吸附量變化曲線，采用絕熱層與差熱熱屏延遲來減小吸附過程微熱量的散失，通過溫差控制保持熱屏溫度與測室腔體內部溫度同步變化，獲得溫度變化曲線，通過儀器參數和積分曲線得到吸附熱變化規律，與氣體吸附量曲線對比分析，得到吸附熱變化對氣體吸附量的影響規律。本發明專利技術裝置測試過程自動化，壓力與溫度控制精度高，操作方便。

【技術實現步驟摘要】

【技術保護點】
一種同步跟蹤測定氣固吸附過程微熱量變化的裝置，其特征是該裝置由氣源系統、真空系統、氣體計量系統、氣固吸附系統、溫差控制系統、功率標定系統和數據采集與閥門控制系統七部分組成；?其中所述氣源系統由氦氣氣瓶（1）、氦氣減壓閥（2）、氦氣進氣閥（3）、待測氣體氣瓶（4）、待測氣體減壓閥（5）、待測氣體進氣閥（6）和緩沖管路（7）組成；氦氣氣瓶（1）儲存高壓氦氣，待測氣體氣瓶（4）儲存高壓待測氣體，由于氦氣與待測氣體均為永久氣體，壓力較高，需要分別經過氦氣減壓閥（2）和待測氣體減壓閥（5）減至工作所需壓力；緩沖管路（7）是介于氦氣進氣閥（3）、真空閥（8）、計量腔進氣閥（10）和待測氣體進氣閥（6）之間的空腔管路，用于緩沖存儲待測氣體和氦氣；氦氣進氣閥（3）和待測氣體進氣閥（6）均為程序控制密封電磁閥，用于控制氦氣和待測氣體進入緩沖管路（7）；?所述真空系統由真空閥（8）和真空泵（9）組成；真空閥（8）為程序控制電磁閥，當真空閥（8）打開時，緩沖管路（7）內的氣體經過真空泵（9）排至大氣；?所述氣體計量系統由計量腔進氣閥（10）、均壓閥（14）、計量腔（11）、壓力傳感器（12）和溫度傳感器（13）組成；計量腔進氣閥（10）和均壓閥（14）均為程序控制密封電磁閥，計量腔進氣閥（10）用于控制氣體從緩沖管路（7）流入或流出計量腔（11），均壓閥（14）用于控制氣體從計量腔（11）流入或流出氣固吸附系統；計量腔（11）用于計量一定摩爾數的氣體，計量腔（11）的體積通過排水法測定，內部充裝的氣體摩爾數根據氣體狀態方程由計量腔（11）體積、氣體壓力和氣體溫度計算獲得，氣體狀態方程包括理想氣體狀態方程、范德華方程和維里方程，根據氣體的壓力和溫度決定氣體狀態方程的使用；壓力傳感器（12）與計量腔（11）通過氣體密封螺紋密封，其壓力范圍不超過最大測試壓力，精度小于0.2%；溫度傳感器采用鎧裝I級熱電偶與計量腔相連；?所述氣固吸附系統由過濾片（15）、密封法蘭（17）、高溫密封墊（16）、緊固螺栓（18）、測試腔外殼（19）、絕熱層（20）、吸附劑（21）、內熱電偶套管（29）、測試腔外殼（19）和測試腔（22）組成；過濾片（15）采用間隙配合置于均壓閥（14）和密封法蘭（17）之間的管路內，高溫密封墊（16）置于密封法蘭（17）上下面之間，緊固螺栓（18）將密封法蘭（17）和高溫密封墊（16）緊固在一起，保證高壓高溫氣體密封性；密封法蘭（17）一側為開口，另一側除保留內熱電偶套管（29）和加熱棒套管（23）處為鏤空外，其余部分封死，絕熱層（20）用于阻止熱量散失；內熱電偶套管（29）伸向測試腔（22）一側為封閉端，與測試腔?（22）底部相連一端為開口，通過焊接工藝與測試腔外殼（19）焊接在一起，保證氣體密封性；?所述溫差控制系統由熱屏加熱絲（26）、熱屏加熱絲供電電纜（28）、熱屏均熱罩（27）、內熱電偶（30）、內熱電偶正極（32）、內熱電偶負極（31）、外熱電偶（33）、外熱電偶正極（34）、外熱電偶負極（35）和控溫儀表（36）組成；熱屏加熱絲（26）通過熱屏加熱絲供電電纜（28）與控溫儀表（36）相連，由控溫儀表（36）調節熱屏加熱絲（26）電流大小，熱屏加熱絲（26）被熱屏均熱罩（27）包覆，熱屏加熱絲（26）產生的熱量由熱屏均熱罩（27）進行均勻散熱，向內將熱量傳至測試腔外殼（19），使測試腔外殼（19）升溫，向外直接散失至環境中；內熱電偶（30）置于內熱電偶套管（29）內。外熱電偶（33）置于測試腔外殼（19）與熱屏均熱罩（27）之間，內熱電偶正極（32）與外熱電偶正極（34）相連，內熱電偶正極（32）和內熱電偶負極（31）與控溫儀表（36）相連，測定測試腔（22）內部溫度；內熱電偶負極（31）和外熱電偶負極（35）與控溫儀表（36）相連，測定熱屏均熱罩（27）溫度與測試腔（22）內部溫度之差，溫度差值信號輸入控溫儀表（36），通過控溫儀表（36）的溫差正向反饋控制算法實現零溫差控制，當測試腔（22）內部溫度升高時，熱屏均熱罩（27）與測試腔（22）內部產生溫差，控溫儀表（36）向熱屏加熱絲（26）輸出加熱電流，使熱屏均熱罩（27）溫度升高，當兩者溫度差為零時，輸出加熱電流為零，即熱屏均熱罩（27）與測試腔（22）內部始終保持相同溫度，從而實現熱屏障，阻止測試腔（22）內部產生的熱量散失；?所述功率標定系統由加熱棒（24）、加熱棒套管（23）、加熱棒線纜（25）和功率計（37）組成。加熱棒（24）通過加熱棒線纜（25）與功率計（37）相連，...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張輝，張翠珍，張四宗，譚雅倩，劉洋，
申請(專利權)人：北京科技大學，
類型：發明
國別省市：