恒溫?zé)嶂胤治鲅b置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種恒溫?zé)嶂胤治鲅b置，包括電爐、氣體預(yù)熱器、托盤、行走裝置、稱重裝置和溫度控制器，所述氣體預(yù)熱器內(nèi)設(shè)置盤管，盤管前端安裝氣體流量計，盤管末端通入電爐內(nèi)側(cè)，所述稱重裝置固定在行走裝置上，稱重裝置的支架前端固定安裝托盤，溫度控制器用于控制氣體預(yù)熱器和電爐內(nèi)的溫度；本發(fā)明所使用的電爐為高溫電爐，由高溫電加熱棒加熱，由溫度控制器控制電爐的加熱速率，可以實現(xiàn)程序升溫過程，也能在設(shè)定的溫度上保持恒定的溫度不變，電爐的爐膛由耐腐蝕高溫材料制成，能夠耐SO2、NO、HCl等腐蝕性氣體，因此所述恒溫?zé)嶂胤治鱿到y(tǒng)不僅能實現(xiàn)恒溫?zé)嶂胤治龉δ?，還能實現(xiàn)傳統(tǒng)熱天平的程序升溫?zé)嶂胤治觥?br>【專利說明】
恒溫?zé)嶂胤治鲅b置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)材料熱分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種恒溫?zé)嶂胤治鲅b置。
【背景技術(shù)】
[0002]熱重分析技術(shù)是一種在化工、煤炭、科研實驗等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的分析技術(shù)，其技術(shù)特點是把待分析的樣品置于一定的高溫反應(yīng)環(huán)境中，讓樣品發(fā)生脫水干燥、熱解、燃燒等物理變化或化學(xué)反應(yīng)，并用天平測量反應(yīng)過程中樣品質(zhì)量的變化，通過樣品質(zhì)量的變化可以反映反應(yīng)發(fā)生的過程速度、結(jié)果等，并能根據(jù)其變化對反應(yīng)過程進(jìn)行分析，因此廣泛應(yīng)用于科研實驗室。
[0003]在熱重分析技術(shù)領(lǐng)域，目前常用的系統(tǒng)是熱天平分析技術(shù)，熱天平技術(shù)是一種成熟的且精密的分析技術(shù)，其技術(shù)特點是把待分析樣品置于小托盤中，放入天平支架上并放進(jìn)電爐腔中，對電爐通入特定的物理或化學(xué)反應(yīng)氣氛，對電爐進(jìn)行程序升溫，樣品隨著溫度升高不斷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生質(zhì)量變化，通過天平實時記錄樣品的質(zhì)量變化情況而得到樣品的程序升溫?zé)嶂財?shù)據(jù)。根據(jù)熱天平的技術(shù)特點和技術(shù)要求，可以得知熱天平有以下特點:樣品提前放入天平上，進(jìn)行程序升溫?zé)嶂胤治?樣品量小，一般的高精度熱天平一次樣品量在1mg左右;通氣流量小，一般的高精度熱天平通氣流量小于100ml/min;不允許通入腐蝕性氣體，高精度熱天平由于存在易腐蝕件，不允許通入腐蝕性氣體。因而普通高精度熱天平的應(yīng)用范圍受到其技術(shù)特點的嚴(yán)格限制。
[0004]對于許多化學(xué)反應(yīng)而言，實際的反應(yīng)過程是將樣品直接置入高溫反應(yīng)環(huán)境中，樣品在高溫環(huán)境中吸收熱量并瞬間升溫到環(huán)境溫度，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，而不是進(jìn)行程序升溫化學(xué)反應(yīng)，并且需要反應(yīng)氣氛中含有腐蝕性氣體。為了滿足后續(xù)樣品分析和反應(yīng)氣氛煙氣分析的需求，還需要反應(yīng)氣流量大于lL/min，單次分析樣品量大于lg，這些要求是目前熱天平無法滿足的，而且目前尚沒有能夠滿足這些要求的熱重分析系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種恒溫?zé)嶂胤治鲅b置，能夠?qū)崿F(xiàn)對樣品的恒溫?zé)嶂胤治觯⑶揖哂写髽悠妨?、大氣流量、耐腐蝕等特點。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種恒溫?zé)嶂胤治鲅b置，其特征在于:包括電爐、氣體預(yù)熱器、托盤、行走裝置、稱重裝置和溫度控制器，所述氣體預(yù)熱器內(nèi)設(shè)置盤管，盤管前端安裝氣體流量計，盤管末端通入電爐內(nèi)側(cè)，所述稱重裝置固定在行走裝置上，稱重裝置的支架前端固定安裝托盤，溫度控制器用于控制氣體預(yù)熱器和電爐內(nèi)的溫度。
[0007]所述溫度控制器的信號輸出端分別連接氣體預(yù)熱器和電爐的控制端，電路內(nèi)安裝溫度傳感器，溫度傳感器的信號輸出端連接溫度控制器。
[0008]所述行走裝置包括小車和直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌水平安裝在電爐一側(cè)，小車安裝在直線導(dǎo)軌的滑動部件上、且通過伺服電機驅(qū)動小車沿直線導(dǎo)軌滑動，所述伺服電機控制端連接運動控制器，所述小車頂部安裝稱重模塊，稱重模塊頂端水平安裝支架，支架為水平的桿件，其延伸方向與直線導(dǎo)軌的延伸方向相同，所述稱重模塊信號輸出端連接存儲器或計算機。
[0009]所述支架的高度與電爐的爐膛中心高度相同。
[0010]所述稱重模塊包括依次串聯(lián)通信的重量傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集器、存儲器和通信模塊，通信模塊信號輸出端連接計算機數(shù)據(jù)輸入端。
[0011]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明所使用的電爐為高溫電爐，由高溫電加熱棒加熱，由溫度控制器控制電爐的加熱速率，可以實現(xiàn)程序升溫過程，也能在設(shè)定的溫度上保持恒定的溫度不變，電爐的爐膛由耐腐蝕高溫材料制成，能夠耐SO2、N0、HCl等腐蝕性氣體，爐膛的直徑較大，能夠通入較大的空氣流量，因此所述恒溫?zé)嶂胤治鱿到y(tǒng)不僅能實現(xiàn)恒溫?zé)嶂胤治龉δ?，還能實現(xiàn)傳統(tǒng)熱天平的程序升溫?zé)嶂胤治觥?br>【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1、氣體流量計;2、氣體預(yù)熱器;3、盤管;4、電爐;5、托盤;6、支架;7、直線導(dǎo)軌;8、稱重模塊;9、運動控制器;1、溫度控制器。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0014]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明公開了一種恒溫?zé)嶂胤治鲅b置，其特征在于:包括電爐4、氣體預(yù)熱器2、托盤5、行走裝置、稱重裝置和溫度控制器1，所述氣體預(yù)熱器2內(nèi)設(shè)置盤管3，盤管3前端安裝氣體流量計I，盤管3末端通入電爐4內(nèi)側(cè)，所述稱重裝置固定在行走裝置上，稱重裝置的支架6前端固定安裝托盤5，溫度控制器10用于控制氣體預(yù)熱器2和電爐4內(nèi)的溫度；所述溫度控制器10的信號輸出端分別連接氣體預(yù)熱器2和電爐4的控制端，電路內(nèi)安裝溫度傳感器，溫度傳感器的信號輸出端連接溫度控制器10。
[0016]所述行走裝置包括小車和直線導(dǎo)軌7，直線導(dǎo)軌7水平安裝在電爐4一側(cè)，小車安裝在直線導(dǎo)軌7的滑動部件上、且通過伺服電機驅(qū)動小車沿直線導(dǎo)軌7滑動，所述伺服電機控制端連接運動控制器9，所述小車頂部安裝稱重模塊8，稱重模塊8頂端水平安裝支架6，支架6為水平的桿件，其延伸方向與直線導(dǎo)軌7的延伸方向相同，所述稱重模塊8信號輸出端連接計算機;所述支架6的高度與電爐4的爐膛中心高度相同；所述稱重模塊8包括依次串聯(lián)通信的重量傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集器、存儲器和通信模塊，通信模塊信號輸出端連接計算機數(shù)據(jù)輸入端。
[0017]本發(fā)明具體實現(xiàn)方法如下:進(jìn)行程序升溫?zé)嶂胤治觯浞椒?電爐4升溫前，給電爐通入設(shè)定流量的所需氣體，通過運動控制器9控制直線導(dǎo)軌7將托盤5移出電爐，稱取特定質(zhì)量的樣品放入托盤5中，然后把托盤5通過直線導(dǎo)軌7移動送入電爐4中，設(shè)定電爐的溫度控制器10，對電爐4和氣體預(yù)熱器2進(jìn)行程序升溫，并開啟稱重模塊8對托盤中樣品質(zhì)量的變化進(jìn)行記錄。隨著電爐4溫度的程序升高，托盤5中樣品的質(zhì)量由于化學(xué)反應(yīng)而出現(xiàn)變化，質(zhì)量變化與時間的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)由重量傳感模塊8記錄存儲，數(shù)據(jù)能夠上傳到計算機中以供分析應(yīng)用。
[0018]進(jìn)行恒溫?zé)嶂胤治?，其方法?通過運動控制器9控制直線導(dǎo)軌7將托盤5移出電爐，設(shè)定溫度控制器10的目標(biāo)溫度，以給電爐4和氣體預(yù)熱器2進(jìn)行升溫，升溫到目標(biāo)溫度后，調(diào)節(jié)氣體流量計I給電爐4通入指定流量的反應(yīng)氣體，稱取特定質(zhì)量的樣品放入托盤5中，然后把托盤5通過運動導(dǎo)軌7移動送入電爐4中，并開啟重量傳感模塊8對托盤中樣品質(zhì)量的變化進(jìn)行記錄。托盤5中的樣品受到電爐4內(nèi)高溫加熱快速升溫到電爐內(nèi)的溫度并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，樣品質(zhì)量出現(xiàn)變化，質(zhì)量變化與時間的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)由稱重模塊8記錄存儲，數(shù)據(jù)能夠上傳到計算機中以供分析應(yīng)用。
[0019]本發(fā)明中的托盤5由耐高溫惰性材料制成，在高溫環(huán)境下能夠保持不軟化、不變形、不反應(yīng)、不腐蝕，托盤5中放置待分析的化學(xué)樣品，托盤5放置在支架6上支撐著懸空，因而托盤5中樣品質(zhì)量的變化只能通過支架6傳遞出去;支架6由剛性耐高溫材料制成，在高溫環(huán)境下能夠不軟化、不彎曲、不反應(yīng)、不腐蝕，托盤5和支架6的質(zhì)量均不變化，托盤5中樣品質(zhì)量的變化通過支架6傳遞到重量傳感模塊8，因而重量傳感模塊8測量到的重量變化只是樣品的重量變化。
[0020]總之，本發(fā)明所使用的電爐為高溫電爐，由高溫電加熱棒加熱，由溫度控制器控制電爐的加熱速率，可以實現(xiàn)程序升溫過程，也能在設(shè)定的溫度上保持恒定的溫度不變，電爐的爐膛由耐腐蝕高溫材料制成，能夠耐S02、N0、HC1等腐蝕性氣體，爐膛的直徑較大，能夠通入較大的空氣流量，因此所述恒溫?zé)嶂胤治鱿到y(tǒng)不僅能實現(xiàn)恒溫?zé)嶂胤治龉δ埽€能實現(xiàn)傳統(tǒng)熱天平的程序升溫?zé)嶂胤治觥?br>【主權(quán)項】
1.一種恒溫?zé)嶂胤治鲅b置，其特征在于:包括電爐(4)、氣體預(yù)熱器(2)、托盤(5)、行走裝置、稱重裝置和溫度控制器(10)，所述氣體預(yù)熱器(2)內(nèi)設(shè)置盤管(3)，盤管(3)前端安裝氣體流量計(I)，盤管(3)末端通入電爐(4)內(nèi)側(cè)，所述稱重裝置固定在行走裝置上，稱重裝置的支架(6)前端固定安裝托盤(5)，溫度控制器(10)用于控制氣體預(yù)熱器(2)和電爐(4)內(nèi)的溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫?zé)嶂胤治鲅b置，其特征在于:所述溫度控制器(10)的信號輸出端分別連接氣體預(yù)熱器(2)和電爐(4)的控制端，電路內(nèi)安裝溫度傳感器，溫度傳感器的信號輸出端連接溫度控制器(10)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒溫?zé)嶂胤治鲅b置，其特征在于:所述行走裝置包括小車和直線導(dǎo)軌(7)，直線導(dǎo)軌(7)水平安裝在電爐(4) 一側(cè)，小車安裝在直線導(dǎo)軌(7)的滑動部件上、且通過伺服電機驅(qū)動小車沿直線導(dǎo)軌(7)滑動，所述伺服電機控制端連接運動控制器(9)，所述小車頂部安裝稱重模塊(8)，稱重模塊(8)頂端水平安裝支架(6)，支架(6)為水平的桿件，其延伸方向與直線導(dǎo)軌(7)的延伸方向相同，所述稱重模塊(8)信號輸出端連接計算機。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的恒溫?zé)嶂胤治鲅b置，其特征在于:所述支架(6)的高度與電爐(4)的爐膛中心高度相同。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的恒溫?zé)嶂胤治鲅b置，其特征在于:所述稱重模塊(8)包括依次串聯(lián)通信的重量傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集器、存儲器和通信模塊，通信模塊信號輸出端連接計算機數(shù)據(jù)輸入端。
【文檔編號】G01N5/00GK106092803SQ201610364154
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】王春波, 陳亮
【申請人】華北電力大學(xué)（保定）