基于靜態(tài)法的手提式飽和蒸氣壓測量儀器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于靜態(tài)法的手提式飽和蒸氣壓測量儀器，主要用于對測量獲得樣品的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線。本實用新型包括真空測量室、溫度控制系統(tǒng)、真空發(fā)生系統(tǒng)、真空測量系統(tǒng)，其利用真空發(fā)生系統(tǒng)獲得真空環(huán)境，使用溫度控制系統(tǒng)對測量腔體進行控溫，配合真空測量系統(tǒng)獲得飽和蒸氣壓，通過控制不同溫度，測得真空環(huán)境下液體或固體樣品的飽和蒸氣壓并擬合，通過插值法獲得樣品飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線。本實用新型用帕爾貼元件控溫替代了傳統(tǒng)水浴控溫方法，使得儀器便于攜帶；并設(shè)計了寬范圍真空測量系統(tǒng)，可以實現(xiàn)0.1Pa~100kPa寬范圍、高精度的測量，能準確測量獲得液體或固體樣品飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線。
【專利說明】
基于靜態(tài)法的手提式飽和蒸氣壓測量儀器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于蒸氣壓測量領(lǐng)域，涉及一種基于靜態(tài)法的手提式飽和蒸氣壓測量儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]樣品的飽和蒸氣壓是指在密閉環(huán)境中，在一定溫度下，與固體或液體處于相平衡的蒸氣所具有的壓力成為飽和蒸氣壓。
[0003]飽和蒸氣壓是樣品的基礎(chǔ)熱力學數(shù)據(jù)，它不僅在化學、化工領(lǐng)域，而且在、電子、冶金、醫(yī)藥、環(huán)境工程乃至航空航天領(lǐng)域都具有重要的地位，是這些研究領(lǐng)域中必不可少的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，尤其在工業(yè)化學品和石油行業(yè)的應(yīng)用最為廣泛。
[0004]在工業(yè)化學品方面，為了使農(nóng)藥最大程度保持藥效，需要利用飽和蒸氣壓值改善藥品組分、選擇最佳噴灑氣象條件;化肥、試劑等化學品的保存需要依據(jù)飽和蒸氣壓值選擇合適的儲存條件;香水香料需要根據(jù)飽和蒸氣壓值優(yōu)化組成結(jié)構(gòu)，達到合適的揮發(fā)度等。
[0005]在石油產(chǎn)品領(lǐng)域，飽和蒸氣壓是石油產(chǎn)品的蒸發(fā)性能之一，它對于油品的儲存、輸送和使用均有重要影響。
[0006]目前，我國基于靜態(tài)法的飽和蒸氣壓測量儀器，都采用水浴的控溫方法，造成儀器體積很大，不利于搬運與攜帶。而且由于這些儀器設(shè)計方案上的局限性，導致其測量精度比較低。并且不能夠測量低壓下的飽和蒸氣壓，不能測量固體樣品的飽和蒸氣壓。而本實用新型主要實現(xiàn)功能為測量液體或固體樣品在各個溫度下的飽和蒸氣壓，并獲得該樣品飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線，并且使用帕爾貼元件控溫替代了水浴控溫，大大縮小了儀器體積，并設(shè)計了寬范圍真空測量系統(tǒng)，能解決現(xiàn)有儀器的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于靜態(tài)法的手提式飽和蒸氣壓測量儀器。
[0008]本實用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:
[0009]本實用新型包括
[0010]真空測量腔體:所述的真空測量腔體包括測量室與裝樣容器;真空測量腔體為立方柱狀，中間鏤空圓柱形為測量室;其靠近帕爾貼元件一側(cè)的徑向設(shè)有測溫孔;裝樣容器置于測量室中，緊貼測量室內(nèi)壁以增加其傳熱性能。
[0011]溫度控制系統(tǒng):所述的溫度控制系統(tǒng)包括帕爾貼元件、散熱片、帕爾貼固定架、鉑電阻溫度傳感器;帕爾貼元件通過帕爾貼固定架，一面緊貼真空測量腔體表面，另一面緊貼散熱片，并且在貼合處的縫隙涂抹導熱材料，鉑電阻溫度傳感器放置在真空測量腔體的測溫孔中。
[0012]真空發(fā)生系統(tǒng):所述的真空發(fā)生系統(tǒng)采用一臺雙級直連旋片真空栗通過導管與角閥相連;角閥與真空測量腔體側(cè)面開口相連。
[0013]真空測量系統(tǒng):所述的真空測量系統(tǒng)由兩支不同量程的薄膜真空計、三通管以及真空測量電路組成;兩支不同量程的薄膜真空計通過三通管連接在一起，其信號輸出到真空測量電路，測量電路根據(jù)讀取的壓力值大小，自動選擇其中一支薄膜真空計的輸出信號作為壓力值。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]I)本實用新型采用了帕爾貼元件代替水浴系統(tǒng)作為溫控系統(tǒng)的核心器件，大大縮小了儀器體積。
[0016]2)本實用新型可以實現(xiàn)的測量的溫度范圍在O?120°C，溫控范圍廣。
[0017]2)本實用新型采用了兩只不同量程的薄膜真空計，在保證精度的情況下可以測量
0.1Pa?10kPa寬范圍的飽和蒸氣壓值。
[0018]3)本實用新型設(shè)計的測量方案，能同時滿足液體和固體樣品的測試。
[0019]4)由于測量腔體的特殊結(jié)構(gòu)，能有效的減少待測樣品的殘留。另外該特殊結(jié)構(gòu)配合特殊的清洗方法，可以在不拆卸測量腔體的情況下，實現(xiàn)對測量室的清洗，簡化了儀器的操作過程。
[0020]5)儀器能自動記錄壓力值與溫度值，并自動計算結(jié)果。
[0021 ] 6)儀器體積小，重量輕，可以方便攜帶與搬運。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型基于靜態(tài)法的手提式飽和蒸氣壓測量儀器的機械結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中，I為真空栗，2為導管，3為KF接頭A，4為真空計A，5為KF接頭B，6為三通管，7為KF接頭C，8為鉑電阻溫度傳感器，9為測量腔體，10為固定架，11為KF接頭D，12為KF接頭E，13為角閥，14為下外殼，15為上外殼，16為真空計B，17為KF接頭F，18為背架，19為風扇A，20為散熱片，21為帕爾貼元件，22為帕爾貼固定架，23為電源模塊，24為風扇B，25為主控板，26為裝樣容器。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0025]本實用新型采用真空發(fā)生系統(tǒng)獲得真空環(huán)境，使用溫度控制系統(tǒng)對測量腔體進行控溫，配合真空測量系統(tǒng)獲得飽和蒸氣壓，通過控制不同溫度，測得真空環(huán)境下液體或固體樣品的飽和蒸氣壓，并將測得的多組真空環(huán)境下樣品的飽和蒸氣壓力并擬合，獲得樣品的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線。本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0026]基于靜態(tài)法的手提式飽和蒸氣壓測量儀器，其組成包括I)真空測量腔體；2)溫度控制系統(tǒng);3)真空發(fā)生系統(tǒng);4)真空測量系統(tǒng)。
[0027]溫度控制系統(tǒng)由帕爾貼元件、散熱片，固定架、電源電路、鉑電阻溫度傳感器、溫度控制電路組成。帕爾貼元件通過帕爾貼固定架，一面緊貼測量腔體表面，另一面緊貼散熱片，并且在貼合處的縫隙涂抹導熱材料。鉑電阻溫度傳感器引線連接在溫度控制電路，并放置在測量腔體的測溫孔中，通過該溫度傳感器反饋測量腔體的溫度。
[0028]真空測量系統(tǒng)包括三通管、0.1?&~51^&真空計4、2?&~1001^&真空計8、肝接頭8、肝接頭F，可以實現(xiàn)0.1Pa?10kPa寬范圍壓力的測量。
[0029]溫度控制電路與真空測量電路均為主控板上的一部分電路。
[0030]測量腔體頂部設(shè)置有KF接頭C，用以連接真空測量系統(tǒng)，并提供裝樣容器取放通道;在其正面也設(shè)置有KF接頭E，用以連接角閥。裝樣容器中，可以裝入固體或者液體樣品。
[0031]真空發(fā)生系統(tǒng)采用雙級直連旋片真空栗，配有油過濾器，并通過導管、角閥與測量室連通。
[0032]實施例:
[0033]如圖1所示，真空栗I通過導管2與角閥13連通，角閥13與測量腔體9側(cè)面開口相連，真空計A4與真空計B16分別連接三通管6，三通管6則與測量腔體9的頂部開口連通，散熱片20與帕爾貼元件21通過帕爾貼固定架22固定在測量腔體9的側(cè)面，測量腔體9與主控板25固定在固定架10上，固定架10與背架18通過螺絲固定，風扇A19、風扇B24、電源模塊23均固定在背架18上，風扇A19與散熱片20對齊，裝樣容器26在工作時放置于測量腔體9的測量室中。當安裝下外殼14與上外殼15后，三通管6通過上外殼15中間的圓孔與測量腔體9連接。其中各連通的部件均通過KF接頭密封，包括
[0034]KF接頭A 3、KF接頭B 5，為KF接頭D 11，KF接頭E 12，KF接頭F 17。
[0035]本實用新型提供了一種基于靜態(tài)法的手提式飽和蒸氣壓測量儀器，它包括以下測量步驟:
[0036](I)將待測樣品裝入裝樣容器26;
[0037](2)旋開KF接頭C7，取下真空計A4、真空計B16、三通管6組成的全范圍真空測量系統(tǒng)，將裝樣容器26放入測量腔體9的測量室中；
[0038](3)旋緊KF接頭C7，使真空測量系統(tǒng)與測量腔體9緊密連接。打開角閥13;
[0039](4)測量開始，帕爾貼元件21開始工作，將溫度控制至設(shè)定的初始溫度；
[0040](5)開啟真空栗I，等待測量腔體9中的測量室抽至真空，關(guān)閉角閥13。等待儀器完成第一個溫度點的測量；
[0041](6)儀器通過溫度控制系統(tǒng)控制測量腔體9的溫度到設(shè)定實驗溫度；
[0042](7)等待測量室內(nèi)壓力穩(wěn)定，讀取真空計數(shù)值；
[0043](8)重復(fù)步驟(6)、(7)，直至完成所有設(shè)定溫度點測量；
[0044](9)儀器通過串口將數(shù)據(jù)傳輸至PC上位機，根據(jù)不同溫度下的飽和蒸氣壓，使用插值法自動繪制該樣品飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線；
[0045](10)測量結(jié)束，打開角閥13;
[0046](11)旋開KF接頭C7，取下真空測量系統(tǒng)，將裝樣容器26取出；
[0047](12)重新裝上真空測量系統(tǒng)并旋緊KF接頭C7;
[0048](13)開始清洗，在角閥13打開的狀態(tài)下，真空栗I開始工作，同時帕爾貼元件21將測量腔體加熱到清洗溫度；
[0049](14)等待真空計A4、真空計B16的多次連續(xù)讀數(shù)變化范圍小于0.lkPa，則清洗結(jié)束，發(fā)出指示，關(guān)閉真空栗I;
[0050](15)關(guān)閉電源。
[0051 ]其中，其中第10步到第14步為殘留樣品特殊清理方式。
[0052]其中，帕爾貼元件21與測量腔體9之間涂抹均勻的導熱硅脂。
[0053]其中，溫度反饋通過測量腔體中的鉑電阻溫度傳感器8實現(xiàn)。
[0054]其中，溫度控制電路、數(shù)據(jù)采集電路、通訊電路均在主控板25中。
[0055]上述測試方法能對待測樣品的飽和蒸氣壓進行科學、精確的測量，可應(yīng)用于化學品危險性測量的領(lǐng)域中。
[0056]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)該涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.基于靜態(tài)法的手提式飽和蒸氣壓測量儀器，其特征在于包括真空測量腔體:所述的真空測量腔體包括測量室與裝樣容器;真空測量腔體為立方柱狀，中間鏤空圓柱形為測量室;其靠近帕爾貼元件一側(cè)的徑向設(shè)有測溫孔;裝樣容器置于測量室中，緊貼測量室內(nèi)壁以增加其傳熱性能； 溫度控制系統(tǒng):所述的溫度控制系統(tǒng)包括帕爾貼元件、散熱片、帕爾貼固定架、鉑電阻溫度傳感器;帕爾貼元件通過帕爾貼固定架，一面緊貼真空測量腔體表面，另一面緊貼散熱片，并且在貼合處的縫隙涂抹導熱材料，鉑電阻溫度傳感器放置在真空測量腔體的測溫孔中； 真空發(fā)生系統(tǒng):所述的真空發(fā)生系統(tǒng)采用一臺雙級直連旋片真空栗通過導管與角閥相連;角閥與真空測量腔體側(cè)面開口相連； 真空測量系統(tǒng):所述的真空測量系統(tǒng)由兩支不同量程的薄膜真空計、三通管以及真空測量電路組成;兩支不同量程的薄膜真空計通過三通管連接在一起，其信號輸出到真空測量電路，測量電路根據(jù)讀取的壓力值大小，自動選擇其中一支薄膜真空計的輸出信號作為壓力值。
【文檔編號】G01N25/02GK205506726SQ201620111635
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月3日
【發(fā)明人】楊遂軍, 葉樹亮, 徐穎達
【申請人】中國計量學院