專利名稱：用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種量熱技術(shù)，更具體地說，是涉及一種用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置。
背景技術(shù)：
量熱技術(shù)是用于測(cè)量物質(zhì)的本征能量，即用于物質(zhì)基礎(chǔ)熱量測(cè)量的專門技術(shù)。通過所測(cè)得的熱量數(shù)據(jù)可反映組成系統(tǒng)的物質(zhì)在物理化學(xué)反應(yīng)前后的能量變化，進(jìn)而可以推測(cè)該系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)。
以往對(duì)電解產(chǎn)物自身因化學(xué)乃至核的變化導(dǎo)致的溫度微觀效應(yīng)研究得不多，經(jīng)過電解處理后，材料的原子分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化引起的能量差異，如“超熱”效應(yīng)更是知之甚少。從歷史上第一次進(jìn)行電解水(1800年Nichoson和Carlisle)來生產(chǎn)氫氣和氧氣的嘗試算起至今已經(jīng)兩個(gè)世紀(jì)過去了，用鈀電極電解普通水、進(jìn)而研究溶氫現(xiàn)象的歷史也已經(jīng)有一百多年了，但很少有人注意到該系統(tǒng)的輸出熱焓會(huì)比輸入熱焓高的異?，F(xiàn)象，也很少有人對(duì)此進(jìn)行深入的研究，更沒有發(fā)明出相關(guān)的檢測(cè)儀器。這種令人遺憾的狀態(tài)一直持續(xù)到1989年。當(dāng)時(shí)英國(guó)的Pons和美國(guó)的Fleischmann兩位著名電化學(xué)家注意到在室溫下電解重水會(huì)產(chǎn)生很明顯的超額熱量放出，他們將此現(xiàn)象稱為“冷核聚變”，其主要特征之一就是電解系統(tǒng)輸出的熱能大于輸入系統(tǒng)的總電能(即超熱)，引起了全球科學(xué)界的強(qiáng)烈反響。但由于超熱現(xiàn)象的復(fù)現(xiàn)率很低，再加上現(xiàn)有的量熱技術(shù)和量熱裝置根本無法滿足該實(shí)驗(yàn)的要求，使得這一現(xiàn)象至今仍然得不到公認(rèn)。
目前國(guó)內(nèi)外使用的所有量熱儀或量熱裝置的工作原理都是基于傳統(tǒng)量熱儀的靜態(tài)測(cè)試的，即所測(cè)量的樣品均為已經(jīng)制備好的材料，包括固體、氣體或液體，如固體橡膠，氣體甲烷或液體乙醇，將所測(cè)材料放入設(shè)定環(huán)境如氧氣氛絕熱的密閉容器中進(jìn)行加熱或燃燒，然后測(cè)量材料放出或吸收的熱量，并記錄在這一過程中的熱量變化，最后從記錄的熱量中減去加熱電功率即為該物質(zhì)在該狀態(tài)下放出或吸收的熱量，最終得到所測(cè)材料的熱力學(xué)數(shù)據(jù)。如專利號(hào)87212029，名稱為恒溫式自動(dòng)量熱儀，雖然在傳統(tǒng)量熱儀上進(jìn)行改進(jìn)，突出恒溫技術(shù)，但其結(jié)構(gòu)仍未突破傳統(tǒng)量熱儀的先天不足，即不能以開放模式工作，因而也就無法解決氫氣或氘氣在量熱桶內(nèi)與氧氣再次復(fù)合為水或重水的生成熱(-68.317cal/g.mol)引起的負(fù)面影響，更不能動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)由于反應(yīng)物質(zhì)之間，產(chǎn)物之間以及反應(yīng)物與產(chǎn)物之間相互作用引起的系統(tǒng)熱量變化等等?？傊?，不能直接用于象電解這樣復(fù)雜電化學(xué)過程的量熱動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。又如專利號(hào)為972312451，名稱為量熱儀熱轉(zhuǎn)換裝置，其特點(diǎn)是將測(cè)量過程中產(chǎn)生的余熱水循環(huán)使用，從而提高測(cè)試精度，減輕工作量，但其結(jié)構(gòu)仍然是傳統(tǒng)量熱儀的形式。顯然，上述傳統(tǒng)量熱儀或裝置都不能動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)精確地測(cè)量物質(zhì)的熱量變化，即對(duì)物理化學(xué)過程，特別是對(duì)反應(yīng)逆反應(yīng)過程極為復(fù)雜的電化學(xué)工程，如電解加工，電解精練以及材料的電解改性等中的系統(tǒng)熱量動(dòng)態(tài)變化的量熱問題無能為力，在電解精細(xì)加工過程中溫度的變化對(duì)加工質(zhì)量的影響過去都是憑經(jīng)驗(yàn)加以控制。在實(shí)際的物理化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物質(zhì)之間，產(chǎn)物之間，甚至反應(yīng)物與產(chǎn)物之間都存在著相互作用，所以它們之間由于能量的交換而影響平衡的各個(gè)進(jìn)程。如體系的溫度過高會(huì)使產(chǎn)品質(zhì)量變差，溫度過低將顯著延緩反應(yīng)速度，產(chǎn)物數(shù)量銳減等，氨(H3N)的生產(chǎn)就是一個(gè)典型。又如有些反應(yīng)中的產(chǎn)物不能穩(wěn)定存在，即只在反應(yīng)過程中暫時(shí)存在，其中氫化鈦(TiH)就是一個(gè)例子。因此，用傳統(tǒng)的量熱儀或裝置是不可能分析這些物質(zhì)熱量變化的，也不能解決在復(fù)雜的大功率的電解過程中微小溫度變化過程的實(shí)時(shí)精確量熱問題，更不能滿足超長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的要求和解決海量測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于創(chuàng)造一種用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，該裝置能夠?qū)﹄娊庖旱碾娀瘜W(xué)過程放出的熱量變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)精確測(cè)試，在多路A-D轉(zhuǎn)換器件的支持下，將熱傳感器感知的微小現(xiàn)場(chǎng)變量的變化實(shí)時(shí)采集到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)過快速比較計(jì)算，在屏幕上動(dòng)態(tài)顯示變化趨勢(shì)，并實(shí)現(xiàn)了測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫遠(yuǎn)程訪問、資源共享等功能，解決了大功率電解過程中微小溫度變化的實(shí)時(shí)精確量熱的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，包括有量熱系統(tǒng)部分和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)部份。按照本發(fā)明，該裝置的量熱系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)為開放式電解槽，還包括有與開放式電解槽配套的兩個(gè)熱電偶、恒溫浴槽、冰點(diǎn)穩(wěn)定器、熱電偶信號(hào)調(diào)理器、熱量標(biāo)定電源、電解直流電源、氣壓傳感器、轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O、微型(視頻)攝像頭、長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)、大屏幕監(jiān)視器、圖象轉(zhuǎn)換器和不間斷電源UPS。
本裝置的開放式電解槽與一個(gè)熱電偶的一端接通，另一個(gè)熱電偶的一端與恒溫浴槽接通，電解槽與恒溫浴槽相通，即電解槽置于恒溫浴槽水浴中，兩個(gè)熱電偶的另一端都與冰點(diǎn)穩(wěn)定器連接，冰點(diǎn)穩(wěn)定器與熱電偶信號(hào)調(diào)理器連接，兩個(gè)熱電偶感知的溫度差經(jīng)熱電偶信號(hào)調(diào)理器后其信號(hào)送經(jīng)轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O，再送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)處理；同時(shí)在電解槽附近安裝一微型攝像頭跟蹤電解液面高度，以精確測(cè)量電解液的損失量，攝像頭與長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)連接、還與大屏幕監(jiān)視器和圖像轉(zhuǎn)換器相連接，然后將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)再送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)處理；同時(shí)電解槽還與氣壓傳感器連接，以得到壓力數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O轉(zhuǎn)換后再送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)處理；電解槽與熱量標(biāo)定電源的連接，是為提供模擬熱源來動(dòng)態(tài)標(biāo)定測(cè)量精度，其測(cè)試信號(hào)仍由熱電偶送經(jīng)轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O后再送計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)處理；電解直流電源與電解槽連接給予電解槽供電，不間斷電源UPS與該裝置所有用電系統(tǒng)連接給其供電。
本裝置的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)部分由五個(gè)既相互獨(dú)立，又互相關(guān)聯(lián)的模塊組成，它們是多路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主控程序，用于訂制各種初始參量、通訊狀態(tài)的設(shè)置、數(shù)據(jù)流的顯和輸控制的多路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集；界面管理單元，用于負(fù)責(zé)各應(yīng)用程序界面及相關(guān)參數(shù)的調(diào)用、修改與轉(zhuǎn)換；圖像編輯模塊，用于處理顯示、存儲(chǔ)、調(diào)用與編輯圖象數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集與處理單元，用于將其優(yōu)先級(jí)在各個(gè)模塊中被設(shè)置成最高、主控系統(tǒng)為其分配的時(shí)間片最大、保證模塊能對(duì)高達(dá)4組32路的模擬量進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并將采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波、按預(yù)先設(shè)定的管道進(jìn)行運(yùn)算、顯示和存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)庫管理單元，用于負(fù)責(zé)將處理前后的數(shù)據(jù)按時(shí)間和類型存入數(shù)據(jù)庫；本發(fā)明用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，其電解槽是一個(gè)真空夾層的石英玻璃杜瓦，其上端用塑料蓋帽封口，形成一近似絕熱容器，杜瓦電解槽真空夾層的內(nèi)壁兩側(cè)鍍有銀膜層。杜瓦電解槽上端塑料蓋帽上開有對(duì)應(yīng)多個(gè)小孔，一熱電偶一端穿過蓋帽上小孔與杜瓦電解槽接通的，鈦絲陰極和鉑絲陽極同樣經(jīng)過小孔固定于杜瓦電解槽內(nèi)，陰極鈦絲上安裝有高溫塑料套管，陽極鉑絲是繞制在石英玻璃骨架上，并用有機(jī)單向膜放置在陰極和陽極之間，用于隔離電解產(chǎn)物氫和氧，還設(shè)置有可關(guān)斷注液管和可關(guān)斷排氣管，它們也從蓋帽上的小孔通入杜瓦電解槽。
在電解槽底部設(shè)置有加熱電阻，并采用兩個(gè)以上金屬膜精密電阻并聯(lián)成加熱組排的形式，其端部密封后固定在座架上再置于電解槽底部，該加熱電阻以提供模擬熱源來動(dòng)態(tài)標(biāo)定測(cè)量精度，使該裝置的量熱精度能方便又準(zhǔn)確地校正，加熱電阻的引出線從蓋帽上的小孔穿出，與熱量標(biāo)定電源連接。
本發(fā)明用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，其冰點(diǎn)穩(wěn)定器是一個(gè)玻璃杜瓦，玻璃杜瓦上端有一封蓋，封蓋上開有大小不同的孔，一塑料漏斗的漏管端與一電磁閥的入口端用螺紋連接，該電磁閥出口端通過封蓋上中心孔直插玻璃杜瓦內(nèi)，另一電磁閥置于玻璃杜瓦外，其入口端與一吸管連接，吸管另一端經(jīng)彎折后從封蓋上的小孔插入玻璃杜瓦內(nèi)，接通電解槽內(nèi)的熱電偶的另一端經(jīng)過封蓋上的小孔插入玻璃杜瓦內(nèi)，接通恒溫浴槽的熱電偶的另一端也經(jīng)過封蓋上的小孔插入玻璃杜瓦內(nèi)。
本裝置所用的微型攝像頭安裝在一個(gè)密封裝置內(nèi)，密封裝置由不銹鋼管和石英玻璃封接而成。該密封裝置右側(cè)面一部分為石英玻璃窗，在石英玻璃窗上方與不銹鋼管連接處有一水下照明光源，密封裝置中央有一空心套管，空心套管中的屏蔽電纜與攝像頭連接，還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)攝像頭高度的空心螺旋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它與空心套管螺紋連接。在密封裝置外、而在電解槽側(cè)面垂直安裝一反光刻度標(biāo)尺，用于度量電解液面高度。密封裝置安裝在恒溫浴槽水浴中與電解槽配套使用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本裝置采用開放式電解槽，以便將電解產(chǎn)生的氫、氧離子迅速地排放至大氣，既克服了傳統(tǒng)量熱儀無法排除氫氣或氘氣在量熱桶內(nèi)與氧氣再次復(fù)合為水或重水的生成熱量，從而也避免了氫或與氧再次復(fù)合的生成熱影響測(cè)量結(jié)果的真實(shí)性，又可避免發(fā)生純氫、純氧混合易燃易爆的危險(xiǎn)。
2.本裝置解決的是大功率即不小于500瓦的電解系統(tǒng)中微小溫度變化實(shí)時(shí)精確量熱的題，對(duì)電解系統(tǒng)包括電解液和電極的微量溫度變化進(jìn)行長(zhǎng)周期連續(xù)跟蹤和數(shù)據(jù)分析。
3.本裝置不僅能夠達(dá)到超長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的要求，又能解決海量測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、對(duì)測(cè)試對(duì)象實(shí)施閉環(huán)控制的需要、以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫遠(yuǎn)程訪問和資源共享等。
4.本裝置的測(cè)量精度不低于0.5％，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于推廣。
5.本裝置成本費(fèi)用低，比引進(jìn)類似設(shè)備節(jié)約投資10萬元人民幣以上。
四

圖1是本發(fā)明用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置的方框示意圖。
圖2是本發(fā)明用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置中開放式杜瓦電解槽結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置中冰點(diǎn)穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置中可調(diào)節(jié)攝像頭高度的密封裝置示意圖。
圖5是本發(fā)明開放式杜瓦電解槽及密封裝置置于恒溫浴槽水浴中示意圖。
圖6是本發(fā)明計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用程序流程方框圖。
五具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖通過對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、測(cè)量原理、操作過程及實(shí)施例作進(jìn)一步的說明。
圖1的框圖中，開放式電解槽1替代了原來傳統(tǒng)量熱儀，還設(shè)置了與開放式電解槽配套的熱電偶2、3、恒溫浴槽4、冰點(diǎn)穩(wěn)定器5、熱電偶信號(hào)調(diào)理器6、熱量標(biāo)定電源7、電解直流電源8、氣壓傳感器9、轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O 10、微型攝像頭11、長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)12、大屏幕監(jiān)視器13、圖象轉(zhuǎn)換器14和UPS不間斷電源15。
本裝置的開放式電解槽1與熱電偶2的一端接通，熱電偶3的一端與恒溫浴槽4接通，電解槽還與恒溫浴槽相通，即電解槽1置于恒溫浴槽4的水浴中，兩個(gè)熱電偶2、3的另一端都與冰點(diǎn)穩(wěn)定器5連接，冰點(diǎn)穩(wěn)定器5與熱電偶信號(hào)調(diào)理器6連接，兩個(gè)熱電偶感知的溫度差經(jīng)熱電偶信號(hào)調(diào)理器后其信號(hào)送經(jīng)A/D-I/O轉(zhuǎn)換器-接口10，再送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)16處理；同時(shí)在電解槽附近安裝一微型攝像頭11跟蹤電解液面高度并記錄，以精確測(cè)量電解液的損失量，攝像頭11與長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)12連接、攝像頭還與大屏幕監(jiān)視器13和圖像轉(zhuǎn)換器14相連接，然后將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)再送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)處理；同時(shí)電解槽還與氣壓傳感器9連接，以得到壓力數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O轉(zhuǎn)換后再送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)處理；電解槽與熱量標(biāo)定電源7連接，以提供模擬熱源來動(dòng)態(tài)標(biāo)定測(cè)量精度，其測(cè)試信號(hào)仍由熱電偶送經(jīng)轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O后再送計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)處理；電解直流電源8與電解槽連接給予電解槽供電，UPS不間斷電源15與該裝置所有用電系統(tǒng)連接給其供電。
圖2中，所說開放式電解槽1是一個(gè)真空夾層的石英玻璃杜瓦，杜瓦夾層的內(nèi)壁兩側(cè)鍍有銀膜層17，用塑料蓋帽18將其上端口蓋住，形成一近似絕熱容器，塑料蓋帽18上開有對(duì)應(yīng)的多個(gè)小孔，熱電偶2的一端通過塑料蓋帽上小孔固定于電解槽1的電解溶液中，用鈦絲作的陰極20和鉑絲作的陽極21也穿過蓋帽上的小孔通到杜瓦電解槽內(nèi)，作陰極的鈦絲上安裝一高溫塑料套管22，以保護(hù)不用部分陰極絲，這樣節(jié)約材料，而作陽極的鉑絲是繞制在石英玻璃骨架25上，用有機(jī)單向膜19卷成環(huán)形狀置于陰極和陽極間，以隔離電解水的氣體產(chǎn)物氫和氧。為了及時(shí)彌補(bǔ)電解過程中電解液的損失，設(shè)置有預(yù)留可關(guān)斷注液管23，以維持長(zhǎng)周期的電解過程，同時(shí)為了將電解水的氣體產(chǎn)物氫和氧分別排放至大氣，達(dá)到安全和減小氫、氧可能復(fù)合成水的生成熱對(duì)被測(cè)系統(tǒng)熱焓變化的影響，設(shè)置有相同的可關(guān)斷排氣管24，注液管和排氣管也通過蓋帽上的小孔通入電解槽。
電解槽底部設(shè)置的加熱電阻26采用兩個(gè)以上金屬膜精密電阻并聯(lián)成加熱組排的形式，其端部密封后固定于座架上再置于電解槽1的底部，加熱電阻26的引出線39從蓋帽上的小孔穿出，與熱量標(biāo)定電源7連接。該電阻的設(shè)置是為了使本裝置的量熱精度能方便而又準(zhǔn)確地校正，本裝置用兩只4.7歐/瓦的金屬膜精密電阻(0.5％)并聯(lián)成加熱組排，當(dāng)施加標(biāo)準(zhǔn)直流電源7后，即可對(duì)電解過程產(chǎn)生準(zhǔn)確的參考熱功率，模擬可能出現(xiàn)的“超熱”現(xiàn)象，該電阻排的最大加熱功率可達(dá)5瓦而不致燒毀，這是由于加熱電阻的表面直接接觸電解液，傳熱效率很高的緣故。
由于電解水的產(chǎn)物中有大量易燃易爆的氫氣(H2)從陽極析出，氧氣(O2)從陰極析出，并且為了防止電解槽內(nèi)的氫(H+)、氧(O-)離子可能重新結(jié)合成水時(shí)造成熱焓變化影響量熱精度，該反應(yīng)式為，
因此將電解槽設(shè)計(jì)成開放式的，以便使電解產(chǎn)生的氫、氧離子在電解槽內(nèi)蒸汽壓的驅(qū)動(dòng)下迅速排放至大氣。
作為自動(dòng)量熱裝置的核心，電解槽的設(shè)計(jì)、制作與裝配既要符合精密量熱學(xué)的要求，又要在功能上滿足測(cè)量任務(wù)的需要，因此本裝置選用K分度熱電偶作溫度傳感器是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，中低溫段熱電勢(shì)較高，反應(yīng)速度快，準(zhǔn)確度較高等原因。作溫度傳感器的熱電偶用直徑0.2毫米的銅絲和康銅絲焊接制作，考慮到熱電勢(shì)由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)兩部分組成，因此要求制成的電偶球形端部盡量小，且圓滑光亮，以使其成分銅∶康銅比盡量接近1∶1，在不同的溫差下的熱電勢(shì)較為均勻，然后用0.01級(jí)的UJ34電位差計(jì)進(jìn)行定點(diǎn)校準(zhǔn)，其相對(duì)誤差不大于0.2％則符合要求。此外，對(duì)合格的熱電偶還要在50攝氏度的恒溫浴槽內(nèi)連續(xù)測(cè)量24小時(shí)后檢測(cè)其溫度漂移不大于正負(fù)0.2％，以確保熱電偶工作的穩(wěn)定性。
本裝置電解槽中作陰極的鈦絲選用純度為99.60％，長(zhǎng)度為22.0毫米，直徑為4.0毫米的工業(yè)鈦絲，在使用前要先進(jìn)行表面打磨、丙酮去污和真空高溫400攝氏度的處理。作陽極的鉑絲選用純度為99.99％，長(zhǎng)度為1.20米，直徑0.15毫米，繞制在直徑為25毫米的石英玻璃骨架25上，以增大陽極表面積，提高電解過程的穩(wěn)定性。陰極上的高溫塑料套管22允許使用溫度應(yīng)遠(yuǎn)大于100攝氏度，本裝置采用內(nèi)徑為4.0毫米的聚四氟管。有機(jī)單向膜19選擇常用流體隔離型，同時(shí)膜的使用溫度應(yīng)大于100攝氏度。據(jù)此，本裝置選擇型單透膜，將此膜卷成環(huán)形狀用于隔離陰極和陽極，起著隔絕產(chǎn)物氫(氘)和氧的作用。
圖3中，冰點(diǎn)穩(wěn)定器是一個(gè)玻璃杜瓦，其結(jié)構(gòu)是玻璃杜瓦上端口有一封蓋27，封蓋上開有相應(yīng)的大小孔，一塑料漏斗28的漏管端與一電磁閥29入口端用螺紋連接，該電磁閥其出口端穿過封蓋上的中心孔直通玻璃杜瓦內(nèi)，另一電磁閥30置于玻璃杜瓦外，其入口端與一吸管31連接，吸管另一端經(jīng)彎折后穿過封蓋上小孔直通玻璃杜瓦內(nèi)，該電磁閥出口端通向大氣，接通電解槽中的熱電偶2和接通恒溫浴槽中的熱電偶3的另一端也從封蓋上的小孔固定于玻璃杜瓦內(nèi)。
由于本裝置采用熱電偶測(cè)量電路，所以必須為測(cè)量電路提供穩(wěn)定的冰點(diǎn)。冰點(diǎn)穩(wěn)定器實(shí)際上是另一個(gè)可以在不中斷測(cè)量的條件下，連續(xù)補(bǔ)充小顆粒冰粉的玻璃杜瓦，0.8升裝滿冰-水混合物的玻璃杜瓦在室溫環(huán)境下可穩(wěn)定提供4小時(shí)的冰點(diǎn)參考溫度。
冰點(diǎn)穩(wěn)定器工作原理及過程由人工將配制好的冰粉-水混合體添加在導(dǎo)熱性差的塑料漏斗內(nèi)，當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采集到冰點(diǎn)溫度上升超過允許值±1℃時(shí)啟動(dòng)電磁閥29向杜瓦內(nèi)添加冰粉，同時(shí)啟動(dòng)電磁閥30排出較高溫度的水，使杜瓦內(nèi)的冰水體積恒定。液可手動(dòng)開啟電磁閥加注冰粉和排出水，這樣在長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)中連續(xù)有效地維持了冰點(diǎn)溫度，保證了溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性。
圖4中，微型攝像頭11安裝在一個(gè)密封裝置32內(nèi)，密封裝置采用不銹鋼管和石英玻璃封接而成，密封裝置的右側(cè)面一部分為石英玻璃窗35，在石英玻璃窗上方與不銹鋼管連接處有一水下照明光源33，密封裝置中央有一空心套管36，空心套管中的屏蔽電纜37與攝像頭連接，設(shè)置的用于調(diào)節(jié)攝像頭高度的空心螺旋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)38與空心套管連接，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可軸向調(diào)節(jié)攝像頭高度。在密封裝置32外、在電解槽1側(cè)面垂直安裝一反光刻度標(biāo)尺34，用于度量電解液高度?？紤]到電解系統(tǒng)的過熱焓計(jì)算必須要求得電解液因蒸發(fā)而造成的摩爾損失量，該微型攝像頭的設(shè)計(jì)安裝就是為了進(jìn)行電解液面跟蹤，由于該攝像頭必須潛入恒溫浴槽的水下工作，故安置了一個(gè)相應(yīng)的密封裝置和高度可調(diào)的空心螺旋機(jī)構(gòu)、水下照明光源和反光刻度標(biāo)尺來配合攝像頭使用。由于攝像頭拍攝電解液面位置的光路中既有水又有曲面玻璃，根據(jù)幾何光學(xué)原理，這類結(jié)構(gòu)可等效成凸透鏡。顯然，此結(jié)構(gòu)對(duì)光測(cè)有利的一面是對(duì)無視角的直視成像有放大作用；而不利的一面是一旦存在視角，側(cè)視成相的折射誤差也被放大。因此微型攝像頭上安裝的高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可使攝像頭能準(zhǔn)確跟蹤電解液面高度的變化，盡量減小折射誤差。
圖5中，本裝置中杜瓦電解槽內(nèi)盛有水，恒溫浴槽也盛有水，電解槽1下部約三分之二置于恒溫浴槽4的水浴中，這樣測(cè)量環(huán)境溫度被固定，而恒溫浴槽提供測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)溫度。微型攝像頭11置于密封裝置32內(nèi)，也潛入恒溫浴槽水浴中跟蹤電解液面高度變化。而恒溫浴槽水浴控制不到的電解槽上部約三分之一要依靠其器壁內(nèi)層蒸鍍的銀膜層隔絕熱輻射。
本裝置的恒溫浴槽4采用熱容大、成本低、低揮發(fā)性的水為介質(zhì)，為被測(cè)對(duì)象或反應(yīng)過程提供穩(wěn)定的參考溫度，本裝置選用的是HS-6型超級(jí)恒溫浴槽。
熱電偶信號(hào)調(diào)理器6對(duì)于絕大多數(shù)數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)來說，信號(hào)調(diào)理是不可或缺的。典型的測(cè)控系統(tǒng)一般都需要設(shè)置信號(hào)調(diào)理硬件，將傳感器的微弱輸出信號(hào)整理后駁接到數(shù)據(jù)采集/控制板或模塊上。通過信號(hào)調(diào)理器的各種功能，如信號(hào)的放大、隔離、濾波、多路轉(zhuǎn)換以及直接變送調(diào)理等，使得數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性及性能得到極大地改善。本裝置選用ADAM-3011八通道(6路差分、2路單端)隔離型熱電偶信號(hào)調(diào)理器。
熱量標(biāo)定電源7，由于標(biāo)定電阻功耗很小，故本裝置選用WYJ-30X3型直流穩(wěn)壓電源。
電解直流電源8，由于在電解過程的電解液中、尤其是電極附近會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，造成電解電壓的波動(dòng)，引起輸入電功率的測(cè)量誤差。因此，為了保證測(cè)量精度，供電解槽的電源必須使用恒流恒壓大功率穩(wěn)定直流電源。本裝置選用DH1716-5D型直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源。
氣壓傳感器9，電解系統(tǒng)的熱焓計(jì)算涉及大氣壓和蒸汽壓，但由于后者隨電解液的溫度上升而增大，直接測(cè)量很困難，故用模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合；本裝置用HSG-100型有源大氣壓傳感器檢測(cè)。
A/D-I/O轉(zhuǎn)換器-接口10，由于本裝置是按四組實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，每組實(shí)驗(yàn)有5個(gè)被測(cè)對(duì)象電解電流，電解電壓，電解液溫度，恒溫浴槽水溫和大氣壓力，3個(gè)備用通道；所以本裝置選用PCL-813B32路單端12位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。
長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)12，由于電解周期很長(zhǎng)，電解液的損失量隨電解時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，且越接近沸點(diǎn)損失速率越大，所以本裝置要用長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)記錄整個(gè)電解過程。
大屏幕監(jiān)視器13，利用監(jiān)視器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)電解槽內(nèi)電解液的實(shí)際容量，也可以將錄像機(jī)記錄的歷史圖像進(jìn)行檢索、回放和編輯。
圖像轉(zhuǎn)換器14，為了方便數(shù)字化圖像編輯，本裝置安置了一套中分辨率圖像轉(zhuǎn)換器，對(duì)實(shí)時(shí)或歷史圖像信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)、靜態(tài)捕捉，以實(shí)時(shí)方式進(jìn)行M-JPEG或MPEG-I格式壓縮和全動(dòng)態(tài)顯示，并將經(jīng)過處理的圖像信號(hào)存入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
本裝置的測(cè)量原理及電解過程是在電解槽中裝入電解液水，電解槽下部約三分之二浸沒在恒溫浴槽水浴中，因此環(huán)境溫度被固定，熱電偶3的一端固定于恒溫浴槽4的水浴中，而恒溫浴槽提供測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)溫度，電解槽中的熱電偶2和恒溫浴槽水浴中的熱電偶3將這兩個(gè)不同溫度聯(lián)系起來，它們之間的溫度差就可表征電解過程的熱量變化。通過電解直流電源加電，電能從陰、陽極送入電解槽，在電極附近的電解液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)；從陰極20附近析出氫氣，陽極21附近析出氧氣，單向膜19將這兩種氣體隔離，兩種氣體分別從排氣管24排出；塑料套管22用以精確調(diào)節(jié)陰極20參與反應(yīng)的長(zhǎng)度，同時(shí)電極的原子分子結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化，當(dāng)電解時(shí)間累計(jì)到一定數(shù)量時(shí)，電極產(chǎn)生“超熱”。利用熱電偶2感知電解液中的溫度變化，然后將用恒溫水浴中的熱電偶3測(cè)得環(huán)境溫度、電解電壓、電解電流、大氣壓和時(shí)間等動(dòng)態(tài)變量，以及實(shí)驗(yàn)的初始化參數(shù)，如電解液摩爾數(shù)，體積等靜態(tài)常數(shù)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，并將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)可以曲線形式繪制在屏幕上。電解過程中電解液質(zhì)量的損失利用微型攝/錄像技術(shù)記錄并送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)處理。
本裝置的實(shí)例及操作步驟是將配制好的氘化鋰(LiD)溶液灌入電解槽1內(nèi)；開啟不間斷電源15，同時(shí)檢查各設(shè)備之間的電氣連線及排氣裝置；在冰點(diǎn)穩(wěn)定器5中裝入適量的冰水混合物；在長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)12中裝入空磁帶；開啟攝像頭11，正常后打開計(jì)算機(jī)16，對(duì)系統(tǒng)中大屏幕監(jiān)視器13，熱電偶2、3，圖象轉(zhuǎn)換器14，開放式電解槽1，熱電偶調(diào)理器6，電解直流電源8，熱量標(biāo)定電源7，氣壓傳感器9和轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O10進(jìn)行地址檢測(cè)；如正常則設(shè)置系統(tǒng)初始參數(shù)，如分配地址號(hào)，采樣電壓范圍，溫度范圍，壓力范圍，比較閾值和計(jì)算參數(shù)等，然后用熱量標(biāo)定電源7對(duì)系統(tǒng)的測(cè)量精度進(jìn)行標(biāo)定(每次實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的步驟)；實(shí)驗(yàn)開始后打開電解直流電源8對(duì)電解液實(shí)施電解；利用A/D-I/O轉(zhuǎn)換器接口10對(duì)從上述各傳感器引入的數(shù)據(jù)流進(jìn)行采樣，比較和計(jì)算，并將現(xiàn)場(chǎng)的所有狀態(tài)一起存入數(shù)據(jù)庫；實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，通過屏幕和現(xiàn)場(chǎng)儀表及時(shí)添加重水和冰水混合物；并要保證排氣系統(tǒng)的通暢。當(dāng)需要了解重水的消耗量和實(shí)驗(yàn)進(jìn)程時(shí)，打開大屏幕監(jiān)視器13，攝像頭11，則視頻信號(hào)通過圖象轉(zhuǎn)換器14轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)16；在計(jì)算機(jī)16中存入數(shù)據(jù)庫，也可顯示或打印。
本裝置的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用Delphi 4語言自行編制的應(yīng)用軟件選用當(dāng)前流行的、基于WINDOWS平臺(tái)的工具語言DELPHI4和數(shù)據(jù)庫語言FOXPRO6編制成純32位多線程應(yīng)用軟件SAMPLE，參照?qǐng)D6，它由五個(gè)既相互獨(dú)立，又互相關(guān)聯(lián)的模塊組成，多路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主控程序用于管理與調(diào)用各個(gè)獨(dú)立模塊，使它們協(xié)調(diào)一致地工作；界面管理單元用于負(fù)責(zé)各應(yīng)用程序界面及相關(guān)參數(shù)的調(diào)用、修改與轉(zhuǎn)換；圖像編輯模塊用于處理顯示、存儲(chǔ)、調(diào)用與編輯圖象數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集與處理單元用于其優(yōu)先級(jí)在各個(gè)模塊中被設(shè)置成最高，主控程序?yàn)槠浞峙涞臅r(shí)間片最大，保證該模塊能對(duì)高達(dá)4組32路的模擬量進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并將采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，按預(yù)先設(shè)定的管道進(jìn)行運(yùn)算，顯示和存儲(chǔ)；其中運(yùn)算過程包括直接運(yùn)算和模型運(yùn)算，前者是為顯示和存儲(chǔ)服務(wù)的，而后者是為判斷過熱焓進(jìn)行的“仿真”運(yùn)算，包括求解后面將要介紹的量熱微分方程。數(shù)據(jù)庫管理單元用于負(fù)責(zé)將處理前后的數(shù)據(jù)按時(shí)間和類型存入數(shù)據(jù)庫，同時(shí)利用DELPHI提供的獨(dú)特的數(shù)據(jù)庫管理命令，建立同步檢索標(biāo)簽，以便后期調(diào)用。在完成必要的系統(tǒng)初始化后首先創(chuàng)建數(shù)據(jù)采樣主進(jìn)程，同時(shí)在后臺(tái)的時(shí)鐘事件中對(duì)電流、電壓等多個(gè)通道高速掃描，巡回采集各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；但是在WINDOWS規(guī)則下的時(shí)鐘事件優(yōu)先級(jí)級(jí)別很低，許多屬于多任務(wù)的操作(如項(xiàng)目拖動(dòng)，窗口啟動(dòng)與關(guān)閉和其它過程調(diào)用等)都會(huì)影響數(shù)據(jù)采樣的時(shí)序。為此，在編程時(shí)將上述時(shí)鐘事件納入基于線程類的多線程模塊。這樣的處理將始終能保證數(shù)據(jù)采集的最高優(yōu)先權(quán)。雖然利用DELPHI內(nèi)嵌的多種特殊控件，如DB CHART控件和DBGRID控件等，前者用于動(dòng)態(tài)顯示數(shù)采曲線、變換坐標(biāo)軸和無級(jí)放大或縮小歷史曲線記錄中的任何細(xì)節(jié)部分，這對(duì)分析信噪比較小和變化較快的數(shù)據(jù)尤為必要；后者可用于顯示歷史數(shù)據(jù)表格，有效地提高編程的效率，但這些控件用于高速數(shù)據(jù)采集時(shí)就會(huì)暴露出屏幕動(dòng)態(tài)刷新速度慢的弊病。所以還必須編制一段屏顯的優(yōu)化代碼來實(shí)現(xiàn)屏幕的快速刷新。
本裝置的測(cè)量精度不低于0.5％，比引進(jìn)類似設(shè)備節(jié)約投資10萬元人民幣以上。準(zhǔn)確度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于推廣。
計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理程序(Delphi語言編制)步驟1.顯示歡迎界面，點(diǎn)擊菜單，允許設(shè)置/修改采樣參數(shù)組號(hào)，通道號(hào)，電平范圍，極性選擇，是否選用圖像監(jiān)測(cè)，設(shè)定電解電壓/電流，大氣壓力，溫度的預(yù)測(cè)值，輸入電解液的初始值等；2.若選用圖像監(jiān)測(cè)，則初始化圖像轉(zhuǎn)換器，并同步攝像頭；檢測(cè)通過則啟動(dòng)攝像機(jī)和錄像機(jī)開始全程錄像；3.初始化A/D-I/O接口，并檢測(cè)返回信號(hào)；若通過則進(jìn)行下面的步驟；4.比較檢測(cè)信號(hào)，校正電壓/電流/大氣壓強(qiáng)/溫度；5.巡回采集各路數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)字濾波，最大深度為10級(jí)；將各路溫度信號(hào)與設(shè)定過熱溫度閾值比較，若超過則記錄在硬盤文件中，同時(shí)啟動(dòng)圖像轉(zhuǎn)換器在硬盤中保留此時(shí)的圖像；所有數(shù)據(jù)均以FoxPro數(shù)據(jù)庫格式保存；6.計(jì)算每組中的兩路熱電偶信號(hào)之差，根據(jù)量熱微分方程計(jì)算得到的過熱信號(hào)，并將該信號(hào)另存文件；此時(shí)既可以隨即查看當(dāng)時(shí)的過熱曲線，亦可在當(dāng)天0點(diǎn)更換保存文件前由計(jì)算機(jī)自動(dòng)回顯該日的全部過熱曲線；7.在調(diào)用過熱計(jì)算程序之前，需要根據(jù)記錄的圖像信號(hào)輸入即時(shí)的電解液損失量和坐標(biāo)變換參數(shù)；8.根據(jù)用戶的要求可顯示歡迎界面，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集曲線界面，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)界面，數(shù)據(jù)采集曲線歷史界面，數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)歷史界面，圖像實(shí)時(shí)顯示界面，圖像顯示歷史界面，過熱曲線(無級(jí)放大/縮小)界面，同時(shí)顯示四組曲線/數(shù)據(jù)界面，單選一組曲線/數(shù)據(jù)界面和用戶設(shè)置界面。
權(quán)利要求
1.一種用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，包括量熱系統(tǒng)部分和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)部分，其特征在于該裝置的量熱系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)為開放式電解槽(1)，還包括有與開放式電解槽配套的熱電偶(2)(3)、恒溫浴槽(4)、冰點(diǎn)穩(wěn)定器(5)、熱電偶信號(hào)調(diào)理器(6)、熱量標(biāo)定電源(7)、電解直流電源(8)、氣壓傳感器(9)、轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O(10)、微型攝像頭(11)、長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)(12)、大屏幕監(jiān)視器(13)、圖像轉(zhuǎn)換器(14)和不間斷電源UPS(15)，所說開放式電解槽(1)與熱電偶(2)的一端接通，熱電偶(3)的一端與恒溫浴槽(4)接通，電解槽(1)與恒溫浴槽(4)相通，即電解槽置于恒溫浴槽水浴中，熱電偶(2)(3)的另一端都與冰點(diǎn)穩(wěn)定器(5)連接，冰點(diǎn)穩(wěn)定器(5)與熱電偶信號(hào)調(diào)理器(6)連接，兩個(gè)熱電偶感知的微小溫度差經(jīng)熱電偶信號(hào)調(diào)理器后其信號(hào)送經(jīng)轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O(10)，再送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；電解槽附近安裝的微型攝像頭(11)與長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)(12)、大屏幕監(jiān)視器(13)和圖像轉(zhuǎn)換器(14)相連接，然后將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)再送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；同時(shí)電解槽(1)還與氣壓傳感器(9)連接，以得到壓力數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O(10)后再送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；電解槽連接的熱量標(biāo)定電源(7)，以提供模擬熱源來動(dòng)態(tài)標(biāo)定測(cè)量精度，其測(cè)試信號(hào)仍由熱電偶送經(jīng)轉(zhuǎn)換器-接口A/D-I/O后再送計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；電解槽由電解直流電源(8)供電，不間斷電源UPS(15)與該裝置所有用電系統(tǒng)連接給其供電，該裝置的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)部分包括既相互獨(dú)立，又互相關(guān)聯(lián)的五個(gè)模塊，它們是用于訂制各種初始參量、通訊狀態(tài)的設(shè)置和數(shù)據(jù)流的顯示、輸出控制的多路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主控程序；用于負(fù)責(zé)各應(yīng)用程序界面及相關(guān)參數(shù)的調(diào)用、修改與轉(zhuǎn)換的界面管理單元；用于處理顯示、存儲(chǔ)、調(diào)用與編輯圖象數(shù)據(jù)的圖象編輯模塊；用于將其優(yōu)先級(jí)在各個(gè)模塊中被設(shè)置成最高、主控系統(tǒng)為其分配的時(shí)間片最大、保證該模塊能對(duì)高達(dá)4組32路的模擬量進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并將采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波、按預(yù)先設(shè)定的管道進(jìn)行運(yùn)算、顯示和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)采集與處理單元；用于負(fù)責(zé)將處理前后的數(shù)據(jù)按時(shí)間和類型存入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫管理單元；
2.如權(quán)利要求1所述的用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，其特征在于開放式電解槽(1)是一個(gè)真空夾層的石英玻璃杜瓦，其夾層的內(nèi)壁兩側(cè)鍍有銀膜層(17)，杜瓦電解槽的上端有一塑料蓋帽(18)，以形成一近似絕熱容器，塑料蓋帽上開有多個(gè)小孔，熱電偶(2)一端穿過蓋帽上小孔與電解槽接通的，用鈦絲作的陰極(20)和鉑絲作的陽極(21)同樣穿過小孔通入杜瓦電解槽內(nèi)，陰極(20)鈦絲上安裝有高溫塑料套管(22)，陽極(21)的鉑絲是繞制在石英玻璃骨架(25)上，并用有機(jī)單向膜(19)放置在陰極和陽極之間，還設(shè)置有可關(guān)斷注液管(23)和可關(guān)斷排氣管(24)，它們也從蓋帽上的小孔通入杜瓦電解槽。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，其特征在于電解槽(1)底部設(shè)置有加熱電阻(26)，并采用兩個(gè)以上金屬膜精密電阻并聯(lián)成加熱組排的形式，其端部密封后用座架固定再置于電解槽底部，以使該裝置的量熱精度能方便又準(zhǔn)確地校正，加熱電阻(26)的引出線(39)從蓋帽上的小孔穿出，與熱量標(biāo)定電源(7)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，其特征在于冰點(diǎn)穩(wěn)定器(5)是一個(gè)玻璃杜瓦，其上端有一封蓋(27)，封蓋上開有大小不同的孔，一塑料漏斗(28)的漏管端與電磁閥(29)入口端用螺紋連接，該電磁閥出口端通過封蓋上中心孔直插杜瓦內(nèi)，另一電磁閥(30)置于玻璃杜瓦外，其入口端與一吸管(31)連接，吸管另一端經(jīng)彎折后從封蓋上的小孔插入玻璃杜瓦內(nèi)，接通電解槽(1)的熱電偶(2)的另一端經(jīng)過封蓋上小孔再插入玻璃杜瓦內(nèi)，接通恒溫浴槽(4)的熱電偶(3)的另一端也經(jīng)過封蓋上小孔再插入玻璃杜瓦內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，其特征在于微型攝像頭(11)安裝在一個(gè)密封裝置(32)內(nèi)，密封裝置由不銹鋼管和石英玻璃封接而成。
6.如權(quán)利要求5所述的用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，其特征在于該密封裝置右側(cè)面一部分為石英玻璃窗(35)，在石英玻璃窗上方與不銹鋼管連接處有一水下照明光源(33)，密封裝置中央有一空心套管(36)，空心套管中的屏蔽電纜(37)與攝像頭連接，還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)攝像頭高度的空心螺旋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(38)，它與空心套管螺紋連接。
7.如權(quán)利要求5或6所述的用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，其特征在于在密封裝置(32)外、而在電解槽側(cè)面垂直安裝一反光刻度標(biāo)尺(34)。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于電解過程的自動(dòng)量熱裝置，有量熱部分和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)部分，量熱電解槽與它配套的一熱電偶一端連接，另一熱電偶一端與恒溫浴槽連接，兩熱電偶另一端連接到冰點(diǎn)穩(wěn)定器，兩熱電偶感知的溫度變化則可表征測(cè)量熱量，將其信號(hào)經(jīng)調(diào)理器后到轉(zhuǎn)換器再送計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；電解槽還與氣壓傳感器連接，將壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后送計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；跟蹤電解槽液面高度的攝像頭與錄像機(jī)、大屏幕監(jiān)視器和圖象轉(zhuǎn)換器連接，將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)也送計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；用于本裝置的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由五個(gè)既相互獨(dú)立，又互相關(guān)聯(lián)的模塊組成。本裝置能夠超長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，對(duì)電解加工過程測(cè)控及質(zhì)量均可實(shí)行量化控制，使產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率明顯提高。
文檔編號(hào)C25B15/02GK1530467SQ0311745
公開日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2003年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月17日
發(fā)明者茍清泉, 張清福, 孫悅 申請(qǐng)人:四川大學(xué)