專利名稱：大氣光化學(xué)反應(yīng)艙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于大氣環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種大氣光化學(xué)反應(yīng)艙，特別涉及一種可以調(diào)節(jié)光化學(xué)反應(yīng)的溫度、濕度以及光照條件的大氣光化學(xué)反應(yīng)艙。
背景技術(shù)：
近年來，隨著工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，大氣中產(chǎn)生越來越多的光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧是由汽車尾氣、工廠排污等污染源排入大氣的碳?xì)浠衔锖偷趸锏纫淮挝廴疚?，在陽光的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、醛、酮、酸、過氧乙酰硝酸酯等二次污染物，以及參與光化學(xué)反應(yīng)過程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧。為了研究光化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)普遍開展了利用光化學(xué)反應(yīng)艙模擬大·氣光化學(xué)反應(yīng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究。利用光化學(xué)反應(yīng)艙進(jìn)行大氣環(huán)境化學(xué)模擬研究不但能夠排除復(fù)雜的氣象、地形、污染源等因素的影響，從而在可以控制且能重復(fù)的條件下單純地模擬大氣中的化學(xué)過程，提煉出大氣化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，獲得反應(yīng)的機(jī)制機(jī)理，而且還可以開發(fā)并驗(yàn)證大氣化學(xué)模式，將模擬大氣環(huán)境的光化學(xué)反應(yīng)艙與化學(xué)反應(yīng)模式研究相結(jié)合，通過與現(xiàn)場實(shí)測的對照，可深入了解光化學(xué)煙霧形成的機(jī)制和污染的規(guī)律，其研究成果將為大氣污染防治對策的制定提供科學(xué)依據(jù)。目前已知的國內(nèi)外的光化學(xué)反應(yīng)艙分為室內(nèi)和室外兩種。室外光化學(xué)反應(yīng)艙的優(yōu)點(diǎn)是可以直接利用陽光，缺點(diǎn)是光強(qiáng)隨著自然條件的變化而變化，且周圍環(huán)境也在不斷變化。溫度、濕度、光照條件等的不斷變化和難以控制使得室外光化學(xué)反應(yīng)艙的實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性變差。而室內(nèi)光化學(xué)反應(yīng)艙可以對溫度、濕度、光照條件等因素提供精確的控制，實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性較好。但由于人造光源的發(fā)射光譜不能在全波段上都與太陽光相同，使得測得的某些光化學(xué)反應(yīng)速率與在陽光下得到的反應(yīng)速率存在偏差。利用光化學(xué)反應(yīng)艙或者煙霧箱模擬大氣環(huán)境進(jìn)行研究的方法始于20世紀(jì)50年代，在一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)被廣泛用于大氣環(huán)境化學(xué)的研究中，但主要是根據(jù)各自的要求和條件自行設(shè)計(jì)制造，如北京大學(xué)在國內(nèi)最先用聚四氟乙烯薄膜建造了一個煙霧箱系統(tǒng)，但該煙霧箱無法對光化學(xué)反應(yīng)的溫度、濕度以及光照條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。環(huán)境科學(xué)研究院曾經(jīng)從日本國立公害所引進(jìn)過一臺固定式可抽真空、可升溫式不銹鋼內(nèi)涂聚四氟乙烯的煙霧箱，但是該煙霧箱的缺點(diǎn)是整個結(jié)構(gòu)為不銹鋼材料制成，不利于模擬太陽光的光源照射，而且煙霧箱的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，不利于實(shí)驗(yàn)操作。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述存在的各種技術(shù)問題，本實(shí)用新型目的在于提供一種模擬大氣環(huán)境的光化學(xué)反應(yīng)艙，其可以調(diào)節(jié)光化學(xué)反應(yīng)的溫度、濕度以及光照條件，具體由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種模擬大氣環(huán)境的光化學(xué)反應(yīng)艙，包括支架和設(shè)置在支架上的圓柱形艙體，所述艙體包括呈圓柱狀的中空透明柱管和位于該透明柱管兩側(cè)的上下兩個帶側(cè)環(huán)面的圓盤狀堵頭，所述兩個圓盤狀堵頭分別與透明柱管的配合處設(shè)有密封圈，在上側(cè)圓盤狀堵頭正中央位置設(shè)有光譜檢測孔，上圓盤狀堵頭上還設(shè)有氣態(tài)樣品注入孔、液態(tài)樣品注入孔，在下圓盤狀堵頭上對稱布置有多個相鄰反光面大致呈直角的反光鏡，在下圓盤狀堵頭側(cè)面設(shè)有實(shí)驗(yàn)廢氣抽氣孔和電纜孔。進(jìn)一步地，所述的光化學(xué)反應(yīng)艙其特征在于，所述透明柱管直徑大于上下圓盤狀堵頭之間的距離。進(jìn)一步地，所述的光化學(xué)反應(yīng)艙其特征在于，所述透明柱管采用大口徑石英玻璃管，所述圓盤狀堵頭采用特氟龍材料制成。進(jìn)一步地，所述的光化學(xué)反應(yīng)艙其特征在于，所述圓盤狀堵頭的氣態(tài)樣品注入孔、液態(tài)樣品注入孔和實(shí)驗(yàn)廢氣抽氣孔分別設(shè)有一封止件，該封止件用于密封上述注入孔和抽氣孔。進(jìn)一步地，所述的光化學(xué)反應(yīng)艙其特征在于，所述液態(tài)樣品注入孔設(shè)有的封止件具有硅膠墊，用于注射設(shè)備通過該硅膠墊注射液體。進(jìn)一步地，所述的光化學(xué)反應(yīng)艙其特征在于，所述光譜檢測孔連接光纖，并通過密封件密封該光譜檢測孔。進(jìn)一步地，所述的光化學(xué)反應(yīng)艙其特征在于，所述圓盤狀堵頭和透明柱管連接環(huán)面設(shè)有倒角，通過設(shè)置于倒角內(nèi)的密封圈實(shí)現(xiàn)它們之間的密封。進(jìn)一步地，所述的光化學(xué)反應(yīng)艙其特征在于，所述支架上還設(shè)有四根均勻分布于所述透明柱管周圍的黑光燈。進(jìn)一步地，所述的光化學(xué)反應(yīng)艙其特征在于，所述反光鏡通過自身配置的驅(qū)動裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)各反射面的角度和方向。進(jìn)一步地，所述的光化學(xué)反應(yīng)艙其特征在于，各反光鏡的表面根據(jù)所要模擬的地面環(huán)境涂覆不同顏色。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的光化學(xué)反應(yīng)艙設(shè)計(jì)簡單，成本低廉，有助于基于光化學(xué)反應(yīng)艙研究的大氣環(huán)境化學(xué)的推廣，另外本煙霧箱還可抽真空，使得在用該光化學(xué)反應(yīng)艙模擬大氣環(huán)境開展大氣環(huán)境化學(xué)反應(yīng)研究時，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，按照氮?dú)馀c氧氣的比例來配置空氣，從而盡可能簡化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停部梢圆捎脙艋諝獾姆椒ńo反應(yīng)艙充入凈化空氣，并且實(shí)驗(yàn)結(jié)束后艙內(nèi)不會殘留雜質(zhì)氣體。根據(jù)本實(shí)用新型，還可以對光化學(xué)反應(yīng)的溫度、濕度以及光照條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過電纜孔向反應(yīng)艙內(nèi)部導(dǎo)入用于向艙內(nèi)所安裝的風(fēng)扇、熱交換器提供電力的電纜，從而為所述風(fēng)扇、熱交換器提供電力，以調(diào)節(jié)反應(yīng)艙內(nèi)的濕度、溫度條件。通過對反光鏡的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)對光照條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)本實(shí)用新型，通過在光化學(xué)反應(yīng)艙堵頭上的光譜檢測孔，可以直接將一些高靈敏光譜技術(shù)，尤其是基于多通道吸收的光譜技術(shù)直接用于光化學(xué)反應(yīng)艙內(nèi)模擬大氣環(huán)境的光化學(xué)過程的在線無損檢測。根據(jù)本實(shí)用新型，在光化學(xué)反應(yīng)艙抽真空的情況下，可以采用微量進(jìn)樣器直接將液體樣品送進(jìn)反應(yīng)艙，使反應(yīng)艙中的液體進(jìn)樣變得簡單可行。

圖I為本實(shí)用新型光化學(xué)反應(yīng)艙的立體結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖中，I-上圓盤狀堵頭；2_玻璃柱管；3_下圓盤狀堵頭；4_黑光燈管；5_反應(yīng)艙支架；6_反應(yīng)艙支架底座；7_光譜技術(shù)檢測孔；8_氣態(tài)樣品注入孔；9_液體樣品注入孔；10-實(shí)驗(yàn)廢氣抽氣孔；11_電纜孔；12_反光鏡
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型所述光化學(xué)反應(yīng)艙做進(jìn)一步說明，該說明只是例示性的，本實(shí)用新型并不僅僅限定于該具體實(shí)施方式
。參見圖1，本實(shí)用新型所述光化學(xué)反應(yīng)艙由特氟龍材料制成的上圓盤狀堵頭I、下圓盤狀堵頭3和由大口徑石英制作的玻璃柱管2組成的一個可抽真空的圓柱形艙體，艙體的四周均布四只模擬太陽光照的黑光燈管4 ;整個艙體固定在由支架5和支架底座6組成的光化學(xué)反應(yīng)艙架上。其中，在上圓盤狀堵頭I和下圓盤狀堵頭3與大口徑石英玻璃柱管2之間，通過在所述圓盤狀堵頭和透明柱管連接環(huán)面設(shè)有倒角，并在倒角內(nèi)設(shè)置密封圈，從而實(shí)現(xiàn)它們之間的密封。所述透明柱管2的直徑最好大于上、下圓盤狀堵頭1、3之間的距離。上圓盤狀堵頭I上設(shè)有光譜檢測孔7、氣態(tài)樣品注入孔8、液態(tài)樣品注入孔9，當(dāng)實(shí)驗(yàn)樣品為氣體時，其從氣態(tài)樣品注入孔8注入艙體中，當(dāng)實(shí)驗(yàn)樣品為液態(tài)樣品時，其從液態(tài)樣品注入孔9注入艙體中，所述上圓盤狀堵頭I的氣態(tài)樣品注入孔8、液態(tài)樣品注入孔9和下圓盤狀堵頭3的實(shí)驗(yàn)廢氣抽氣孔10分別設(shè)有一封止件，該封止件用于密封上述注入孔和抽氣孔。所述液態(tài)樣品注入孔9設(shè)有的封止件還具有硅膠墊(未圖示)，用于注射設(shè)備通過該硅膠墊注射液體，即，當(dāng)反應(yīng)艙需要注入液體樣品時，可以通過微量進(jìn)樣器直接刺透該硅膠墊向反應(yīng)艙內(nèi)直接進(jìn)樣，當(dāng)反應(yīng)艙無需使用液體注入孔時該硅膠墊可以有效將其密封。另外，所述光譜檢測孔7連接光纖，并通過密封件(未圖示)密封該光譜檢測孔。在下圓盤狀堵頭3上，對稱布置多個反光鏡12，相鄰反光鏡之間大致呈直角。每塊反光鏡都帶有一個驅(qū)動裝置(未圖示)，可以使其轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)入射到該反射鏡的反光面上的光線的角度和方向。也可以對于整個反光鏡陣列安裝一個驅(qū)動裝置(未圖示)，以使全體反光鏡聯(lián)動，從而調(diào)節(jié)入射到該反射鏡的反光面上的光線的角度和方向。優(yōu)選的，在各反光鏡的表面根據(jù)所要模擬的地面環(huán)境涂覆不同顏色，如淡藍(lán)、墨綠、土黃色等顏色，以模擬海洋、森林、土地對陽光的反射，使得模擬環(huán)境更加接近于真實(shí)的地貌情形。下圓盤狀堵頭3的側(cè)環(huán)面上設(shè)有實(shí)驗(yàn)廢氣抽氣孔10、電纜孔11，在下圓盤狀堵頭3上的靠近邊緣的空隙位置上設(shè)有兩排風(fēng)扇支架(未圖示)，以安裝風(fēng)扇用。該風(fēng)扇的位置不妨礙反光鏡工作。同時，在該空隙位置上還設(shè)有兩排熱交換器支架(未圖示)，以安裝熱交換器用，該熱交換器的位置不妨礙風(fēng)扇和反光鏡工作。另外，為了實(shí)現(xiàn)光化學(xué)反應(yīng)艙的密封性，在電纜孔11處設(shè)置過渡接頭，通過焊接金屬電極，然后將利用熔融玻璃將電極澆注其中而成。該電纜孔11用作為電纜通道，以向反應(yīng)艙內(nèi)提供電力。由此，通過電纜孔向反應(yīng)艙內(nèi)部導(dǎo)入用于向艙內(nèi)所安裝的風(fēng)扇、熱交換器提供電力的電纜，從而為所述風(fēng)扇、熱交換器提供電力，以調(diào)節(jié)反應(yīng)艙內(nèi)的濕度、溫度條件，通過對反光鏡的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)對光照條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。如上所述，以上具體實(shí)施方式
僅僅用來說明本實(shí)用新型，本實(shí)用新型并不僅限于該實(shí)施方式，本實(shí)用新型在不脫離其宗旨和精神的前提下可以做各種修改和變更，這些變形方式也落入所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種模擬大氣環(huán)境的光化學(xué)反應(yīng)艙，其特征在于，包括支架和設(shè)置在支架上的圓柱形艙體，所述艙體包括呈圓柱狀的中空透明柱管和位于該透明柱管兩側(cè)的上下兩個帶側(cè)環(huán)面的圓盤狀堵頭，所述兩個圓盤狀堵頭分別與透明柱管的配合處設(shè)有密封圈，在上側(cè)圓盤狀堵頭正中央位置設(shè)有光譜檢測孔，上圓盤狀堵頭上還設(shè)有氣態(tài)樣品注入孔、液態(tài)樣品注入孔，在下圓盤狀堵頭上對稱布置有多個相鄰反光面大致呈直角的反光鏡，在下圓盤狀堵頭側(cè)面設(shè)有實(shí)驗(yàn)廢氣抽氣孔和電纜孔。
2.如權(quán)利要求I所述的光化學(xué)反應(yīng)艙，其特征在于，所述透明柱管直徑大于上下圓盤狀堵頭之間的距離。
3.如權(quán)利要求I所述的光化學(xué)反應(yīng)艙，其特征在于，所述透明柱管采用大口徑石英玻璃管，所述圓盤狀堵頭采用特氟龍材料制成。
4.如權(quán)利要求I所述的光化學(xué)反應(yīng)艙，其特征在于，所述圓盤狀堵頭的氣態(tài)樣品注入孔、液態(tài)樣品注入孔和實(shí)驗(yàn)廢氣抽氣孔分別設(shè)有一封止件，該封止件用于密封上述注入孔和抽氣孔。
5.如權(quán)利要求I所述的光化學(xué)反應(yīng)艙，其特征在于，所述液態(tài)樣品注入孔設(shè)有的封止件具有硅膠墊，用于注射設(shè)備通過該硅膠墊注射液體。
6.如權(quán)利要求I所述的光化學(xué)反應(yīng)艙，其特征在于，所述光譜檢測孔連接光纖，并通過密封件密封該光譜檢測孔。
7.如權(quán)利要求I所述的光化學(xué)反應(yīng)艙，其特征在于，所述圓盤狀堵頭和透明柱管連接環(huán)面設(shè)有倒角，通過設(shè)置于倒角內(nèi)的密封圈實(shí)現(xiàn)它們之間的密封。
8.如權(quán)利要求I所述的光化學(xué)反應(yīng)艙，其特征在于，所述支架上還設(shè)有四根均勻分布于所述透明柱管周圍的黑光燈。
9.如權(quán)利要求I所述的光化學(xué)反應(yīng)艙，其特征在于，所述反光鏡通過自身配置的驅(qū)動裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)各反射面的角度和方向。
10.如權(quán)利要求I所述的光化學(xué)反應(yīng)艙，其特征在于，各反光鏡的表面根據(jù)所要模擬的地面環(huán)境涂覆不同顏色。
專利摘要本實(shí)用新型屬于大氣環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種模擬大氣環(huán)境的光化學(xué)反應(yīng)艙，包括支架和設(shè)置在支架上的圓柱形艙體，所述艙體包括呈圓柱狀的中空透明柱管和位于該透明柱管兩側(cè)的上下兩個帶側(cè)環(huán)面的圓盤狀堵頭，所述兩個圓盤狀堵頭分別與透明柱管的配合處設(shè)有密封圈，在上側(cè)圓盤狀堵頭正中央位置設(shè)有光譜檢測孔，上圓盤狀堵頭上還設(shè)有氣態(tài)樣品注入孔、液態(tài)樣品注入孔，在下圓盤狀堵頭上對稱布置有多個相鄰反光面大致呈直角的反光鏡，在下圓盤狀堵頭側(cè)面設(shè)有實(shí)驗(yàn)廢氣抽氣孔和電纜孔。
文檔編號B01L1/00GK202741155SQ20122046241
公開日2013年2月20日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者師華定 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院