申请/专利权人：中国科学技术大学

申请日：2019-11-19

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN110836946B

主分类号：G01N31/00

分类号：G01N31/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2020.03.20#实质审查的生效;2020.02.25#公开

摘要：本发明涉及一种可定量及可控制蒸气浓度的鼓泡装置及浓度测量方法。所述装置包括依次连接的鼓泡罐1、定量系统4、真空系统5和反应器6，及连接上述设备的管道。工作时，载气3顺序通入第一质量流量计控制器41、第一阀门42、进气管14、微孔鼓泡器16，形成气泡，将样品2蒸发气化从出气管15带出，顺序通过第三阀门44和第二质量流量计控制器45，并进入反应器6。利用基于传热原理的流量控制器的流量测量原理和质量守恒可以计算得到鼓泡混合蒸气中样品的流量和浓度；并且可以通过控制第二质量流量控制器45的流量，在遵守载气的进气、出气质量守恒前提下，实时快速控制混合蒸气中样品流量和浓度。

主权项：1.一种可定量及可控制蒸气浓度的鼓泡装置测量鼓泡混合蒸汽样品浓度的方法，使用一种可定量及可控制蒸气浓度的鼓泡装置，其特征在于：包括通过管道连接的鼓泡罐、定量系统、真空系统和反应器；所述鼓泡罐包括鼓泡罐罐体、鼓泡罐罐体法兰、鼓泡罐上法兰、进气管、出气管、微孔鼓泡器、恒温容器和鼓泡罐压力变送器；鼓泡罐罐体上部焊接鼓泡罐罐体法兰，与鼓泡罐上法兰密封连接；样品置于鼓泡罐罐体内；进气管、出气管分别穿过并焊接在鼓泡罐上法兰上，深入鼓泡罐罐体内；微孔鼓泡器置于样品中；出气管的位置高于样品液面，进气管插进微孔鼓泡器中；鼓泡罐罐体置于恒温容器中；所述定量系统包括第一质量流量计控制器、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第二质量流量计控制器；第一质量流量计控制器出气口、第一阀门进气口、第二阀门进气口通过三通管道连接；第一阀门出气口与进气管进气口连接；出气管出气口与第三阀门进气口连接；第二阀门出气口、第三阀门出气口、第二质量流量计控制器进气口通过三通管道连接；所述真空系统包括第四阀门、第五阀门、真空泵；第二质量流量计控制器出气口、第四阀门进气口、反应器入口通过三通管道连接；第四阀门出气口、第五阀门进气口、反应器出口通过三通管道连接；反应器侧面安装反应器压力变送器，反应器压力变送器电信号输出端与第五阀门电信号输入端相连；真空泵连接于第五阀门出气口；工作时，载气顺序通入第一质量流量计控制器、第一阀门、进气管、微孔鼓泡器，形成气泡，将样品蒸发气化从出气管带出，顺序通过第三阀门和第二质量流量计控制器，并进入反应器；利用基于传热原理的流量控制器的流量测量原理和质量守恒可以计算得到鼓泡混合蒸气中样品的流量和浓度；并且可以通过控制第二质量流量控制器的流量，在遵守载气的进气、出气质量守恒前提下，实时快速控制混合蒸气中样品流量和浓度；所述基于传热原理流量控制器工作原理计算，鼓泡混合蒸气中样品流量和浓度通过公式计算得到，与第二质量流量计控制器读数、第一质量流量计控制器读数，载气分子结构修正因子、密度、比热容，样品分子结构修正因子、密度、比热容有关，整个鼓泡装置满足下式： ，其中，为载气进气流量，为鼓泡后混合蒸气中样品流量，为第二质量流量计控制器显示流量，为鼓泡后混合蒸气实际总流量；和分别是鼓泡混合蒸气内载气和样品的摩尔浓度；和分别是载气和样品的分子结构修正因子，单原子分子为1.030，双原子分子为1.000，三原子分子为0.941，多原子分子为0.880；和分别是载气和样品在101.325kPa和298.15K时气相的密度；和分别是载气和样品在298.15K时的比热容；所述基于传热原理流量计控制器工作原理计算，鼓泡混合蒸气中样品流量和浓度通过公式计算得到，与第二质量流量计控制器读数、第一质量流量计控制器读数，载气分子结构修正因子、密度、比热容，样品分子结构修正因子、密度、比热容有关，鼓泡混合蒸汽中样品流量和浓度满足下式： ， 为载气进气流量，为鼓泡后混合蒸气中样品流量，为第二质量流量计控制器显示流量；和分别是鼓泡混合蒸气内载气和样品的摩尔浓度；和分别是载气和样品的分子结构修正因子，单原子分子为1.030，双原子分子为1.000，三原子分子为0.941，多原子分子为0.880；和分别是载气和样品在101.325kPa和298.15K时气相的密度；和分别是载气和样品在298.15K时的比热容。

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