專利名稱：一種氣體收集與計量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計量設(shè)備，具體的說是一種氣體收集與計量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室在日常工作中，常常需要對物質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)時產(chǎn)生 的微量氣體進(jìn)行收集與計量，以便評定該種物質(zhì)的性質(zhì)，這一工作需 將產(chǎn)生的氣體在大氣壓力的條件進(jìn)行收集，根據(jù)氣體產(chǎn)生的量和該量 與時間的關(guān)系，確定物質(zhì)的性質(zhì)，這一實(shí)驗(yàn)常用于分析危險品。
由于氣體的體積與氣體所處空間的壓力和溫度有關(guān)，物質(zhì)與水反 應(yīng)的速度同樣與反應(yīng)所處空間的壓力和溫度有關(guān)。為統(tǒng)一危險品分類 的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了危險品在與水反應(yīng)時的壓力和溫度條件，即反映空間
的壓力為大氣壓力，溫度為22度，計算釋放氣體的體積和釋放氣體 的速率趨勢同樣在此條件下進(jìn)行。 本實(shí)驗(yàn)的主要難點(diǎn)在于-
其一，如何維持一個密封空間的空間壓力始終與大氣壓力一致， 特別是在該空間不斷有氣體產(chǎn)生出來改變著空間壓力情況下，
其二，如何在大氣壓力的條件下進(jìn)行釋放氣體的收集，并在大氣 壓力的條件下計算出釋放氣體的體積和氣體釋放速率的變化趨勢，
其三，危險品與水反應(yīng)的時間長(連續(xù)5天，5天產(chǎn)生氣體約250 毫升)，氣體釋放速率變化范圍大。
由于上述技術(shù)難點(diǎn)，目前國內(nèi)沒有專供該種實(shí)驗(yàn)使用的高精度氣 體收集與計量系統(tǒng)，現(xiàn)有的試驗(yàn)系統(tǒng)是利用產(chǎn)生的氣體推動氣缸，氣 缸活塞另一端的氣體被推出，推出的氣體進(jìn)入集氣瓶，隨著集氣瓶的 壓力增高，集氣瓶中的蒸餾水被壓入天平上的燒杯中，通過天平稱出
3蒸餾水的質(zhì)量，換算成氣體的體積，該氣體體積是反應(yīng)系統(tǒng)的氣體被
壓縮推動氣缸后的體積，所以大氣壓力控制誤差大于10kPa，給收集 氣體的計量帶來了很大的誤差，偏離了實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種氣 體收集與計量系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，符合危險品在與水反應(yīng)時 的壓力和溫度條件，大氣壓力控制誤差小于30Pa。 為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型釆取的技術(shù)方案是 一種氣體收集與計量系統(tǒng)，其特征在于加水容器A底部和反應(yīng) 容器頂部連接的管路上依次設(shè)有三通接頭A、加水閥DC1，三通接頭 A通過排水閥DC2連接到排水管路，加水容器A頂部和反應(yīng)容器頂部、 和集氣容器頂部間各設(shè)有一條直通管路，加水容器A頂部和大氣壓力 監(jiān)控裝置連接的管路上設(shè)有連通閥DC7，反應(yīng)容器頂部和大氣連通的 管路上依次設(shè)有三通接頭B、連通閥DC6，三通接頭B通過氮?dú)忾yDC9
和氮?dú)獬淙牍苈愤B接，集氣容器底部和排水管路間設(shè)有并聯(lián)的壓力調(diào) 節(jié)閥DC4、壓力調(diào)節(jié)閥DC5，集氣容器底部和加水容器B連接的管路 上設(shè)有加水閥DC3，大氣壓力監(jiān)控裝置和大氣連通的管路上設(shè)有連通 閥DC8，集氣容器設(shè)在電子天平上，電子天平的數(shù)據(jù)接口通過數(shù)據(jù)線 連接到設(shè)有打印機(jī)的計算機(jī)的信號輸入端，大氣壓力監(jiān)控裝置通過電 纜線和可編程序控制器連接。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所說的管路的材質(zhì)為玻璃、聚氟四乙 烯或硅膠。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，加水閥DC1、排水閥DC2、加水閥DC3、 壓力調(diào)節(jié)閥DC4、壓力調(diào)節(jié)閥DC5、連通閥DC6、連通閥DC7、連通閥 DC8和氮?dú)忾yDC9的材質(zhì)為聚氟四乙烯。
本實(shí)用新型所述的氣體收集與計量系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，符合危險品在與水反應(yīng)時的壓力和溫度條件，大氣壓力控制誤差小于
30Pa。


本實(shí)用新型有如下附圖
圖l氣體收集與計量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1為本實(shí)用新型所述的氣體收集與計量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，加 水容器A2底部和反應(yīng)容器1頂部連接的管路上依次設(shè)有三通接頭A、 加水閥DC1，三通接頭A通過排水閥DC2連接到排水管路，加水容器 A2頂部和反應(yīng)容器1頂部、和集氣容器3頂部間各設(shè)有一條直通管 路，加水容器A2頂部和大氣壓力監(jiān)控裝置4連接的管路上設(shè)有連通 閥DC7，反應(yīng)容器1頂部和大氣連通的管路上依次設(shè)有三通接頭B、 連通閥DC6，三通接頭B通過氮?dú)忾yDC9和氮?dú)獬淙牍苈愤B接，集氣 容器3底部和排水管路間設(shè)有并聯(lián)的壓力調(diào)節(jié)閥DC4、壓力調(diào)節(jié)閥 DC5，集氣容器3底部和加水容器B6連接的管路上設(shè)有加水閥DC3， 大氣壓力監(jiān)控裝置4和大氣連通的管路上設(shè)有連通閥DC8，集氣容器 3設(shè)在電子天平5上，電子天平5的數(shù)據(jù)接口通過數(shù)據(jù)線連接到設(shè)有 打印機(jī)13的計算機(jī)12的信號輸入端，大氣壓力監(jiān)控裝置4通過電纜 線和可編程序控制器14連接。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所說的管路的材質(zhì)為耐腐蝕強(qiáng)的材 料，所說的耐腐蝕強(qiáng)的材料為玻璃、聚氟四乙烯或硅膠。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，加水閥DC1、排水閥DC2、加水閥DC3、 壓力調(diào)節(jié)閥DC4、壓力調(diào)節(jié)閥DC5、連通閥DC6、連通閥DC7、連通閥 DC8和氮?dú)忾yDC9的材質(zhì)為聚氟四乙烯。
上述技術(shù)方案中，由于本實(shí)用新型用于有毒且有腐蝕性的試驗(yàn)，因此外部結(jié)構(gòu)也最好全部采用抗腐蝕性強(qiáng)的不銹鋼材料制成，所說的 外部結(jié)構(gòu)是指電器控制箱、各容器的固定架、天平放置平臺等。
本實(shí)用新型采用微壓控制方法，監(jiān)視反應(yīng)系統(tǒng)的壓力變化，大氣
壓力控制誤差為30Pa，當(dāng)反應(yīng)系統(tǒng)的壓力超過大氣壓力時，大氣壓 力控制裝置即可對壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行控制，壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用排水法 維持反應(yīng)系統(tǒng)的壓力始終與大氣壓力一致，保證物質(zhì)與水在大氣壓力 的條件下進(jìn)行反應(yīng)，并由專用的試驗(yàn)軟件，計算在大氣壓力條件下收 集氣體的體積和產(chǎn)生氣體的速率。上述大氣壓力控制裝置是由玻璃連 通器、液位監(jiān)視器、液位調(diào)整器及液位指示器組成。通過玻璃連通器 將液位的一端與密封的反應(yīng)系統(tǒng)連通，另一端與大氣連通，當(dāng)反應(yīng)系 統(tǒng)的壓力高于大氣壓力時，液位發(fā)生變化，液位監(jiān)視器便發(fā)出控制信 號，通過控制系統(tǒng)調(diào)整反應(yīng)系統(tǒng)的壓力，使其與大氣壓力一致。 本實(shí)用新型工作過程如下
試驗(yàn)前將加水容器A和加水容器B加入足夠的實(shí)驗(yàn)用蒸餾水，通 過計算機(jī)的程序控制打開加水閥DC3，將集氣容器加入適量的蒸餾水， 將大氣壓力控制裝置調(diào)整在大氣壓力指示的位置，在反應(yīng)容器中放入 試驗(yàn)物品，將各容器封閉，打開氮?dú)忾yDC9，將整個反應(yīng)系統(tǒng)充入氮 氣，之后即可開始試驗(yàn)。
試驗(yàn)開始后，反應(yīng)容器加水閥DC1被打開，加水容器A中的蒸餾 水流入反應(yīng)容器(應(yīng)使蒸餾水有一定的量，確保試驗(yàn)物品與蒸餾水充 分反應(yīng))，此時，試驗(yàn)物品與蒸餾水發(fā)生反應(yīng)，釋放氣體，使整個反 應(yīng)系統(tǒng)的壓力發(fā)生了變化，當(dāng)反應(yīng)系統(tǒng)的壓力超過大氣壓力時，大氣 壓力監(jiān)控裝置即通過可編程控制器控制壓力調(diào)節(jié)閥DC4打開，從集氣 容器中放出一定量的蒸餾水，當(dāng)釋放氣體速度較快時，大氣壓力監(jiān)控 裝置通過可編程控制器同時控制壓力調(diào)節(jié)閥DC5打開，快速地從集氣 容器中放出蒸餾水，增大反應(yīng)系統(tǒng)的空間，使整個反應(yīng)系統(tǒng)的壓力與 大氣壓力保持一致。集氣容器中放蒸餾水后，天平的顯示值發(fā)生了變 化，此變化量輸入到計算機(jī)，經(jīng)計算機(jī)運(yùn)算處理后，即可得出釋放氣 體的瞬時值、累計量及釋放氣體隨時間變化的曲線，該數(shù)據(jù)與國際危規(guī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，即可對試驗(yàn)物品進(jìn)行定性分類，該數(shù)據(jù)可以保存到 計算機(jī)，也可以打印形成實(shí)驗(yàn)報告文件。
權(quán)利要求1.一種氣體收集與計量系統(tǒng)，其特征在于加水容器A(2)底部和反應(yīng)容器(1)頂部連接的管路上依次設(shè)有三通接頭A、加水閥DC1，三通接頭A通過排水閥DC2連接到排水管路，加水容器A(2)頂部和反應(yīng)容器(1)頂部、和集氣容器(3)頂部間各設(shè)有一條直通管路，加水容器A(2)頂部和大氣壓力監(jiān)控裝置(4)連接的管路上設(shè)有連通閥DC7，反應(yīng)容器(1)頂部和大氣連通的管路上依次設(shè)有三通接頭B、連通閥DC6，三通接頭B通過氮?dú)忾yDC9和氮?dú)獬淙牍苈愤B接，集氣容器(3)底部和排水管路間設(shè)有并聯(lián)的壓力調(diào)節(jié)閥DC4、壓力調(diào)節(jié)閥DC5，集氣容器(3)底部和加水容器B(6)連接的管路上設(shè)有加水閥DC3，大氣壓力監(jiān)控裝置(4)和大氣連通的管路上設(shè)有連通閥DC8，集氣容器(3)設(shè)在電子天平(5)上，電子天平(5)的數(shù)據(jù)接口通過數(shù)據(jù)線連接到設(shè)有打印機(jī)(13)的計算機(jī)(12)的信號輸入端，大氣壓力監(jiān)控裝置(4)通過電纜線和可編程序控制器(14)連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣體收集與計量系統(tǒng)，其特征在于所 說的管路的材質(zhì)為玻璃、聚氟四乙烯或硅膠。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的氣體收集與計量系統(tǒng)，其特征在于: 加水閥DC1、排水閥DC2、加水閥DC3、壓力調(diào)節(jié)閥DC4、壓力調(diào)節(jié)閥 DC5、連通閥DC6、連通閥DC7、連通閥DC8和氮?dú)忾yDC9的材質(zhì)為聚 氟四乙烯。
專利摘要一種氣體收集與計量系統(tǒng)，涉及計量設(shè)備，加水容器A底部和反應(yīng)容器頂部連接的管路上依次設(shè)有三通接頭A、加水閥DC1，加水容器A頂部和反應(yīng)容器頂部、和集氣容器頂部間各設(shè)有一條直通管路，加水容器A頂部和大氣壓力監(jiān)控裝置連接的管路上設(shè)有連通閥DC7，反應(yīng)容器頂部和大氣連通的管路上依次設(shè)有三通接頭B、連通閥DC6，三通接頭B通過氮?dú)忾yDC9和氮?dú)獬淙牍苈愤B接，集氣容器底部和加水容器B連接的管路上設(shè)有加水閥DC3，大氣壓力監(jiān)控裝置和大氣連通的管路上設(shè)有連通閥DC8，集氣容器設(shè)在電子天平上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，符合危險品在與水反應(yīng)時的壓力和溫度條件，大氣壓力控制誤差小于30Pa。
文檔編號G01N1/20GK201368838SQ200820182928
公開日2009年12月23日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者張少巖, 李青泉, 王文斌, 趙進(jìn)強(qiáng), 車禮東, 強(qiáng) 陶 申請人:張少巖;陶 強(qiáng);車禮東;趙進(jìn)強(qiáng);李青泉;王文斌;劉世竹;高世萍;丁才生