专利名称：压力呈周期性变化的水蒸气发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化学实验领域，具体涉及一种水蒸气发生器。
背景技术：
气溶胶影响大气环境的重要因素主要包括化学组分、相态以及由于吸湿性变化而导致的气溶胶尺寸的大小；研究表明环境湿度较高的条件下，气溶胶颗粒的尺寸增加，由此将导致其光散射作用发生变化；红外光谱技术可以探测化合物分子的聚集模式、分子取向以及分子间相互作用等结构信息，是研究界面化学的一种很重要的手段。根据测不准原理，连续扫描得到的光谱很难同时满足高的时间分辨和光谱分辨。步进扫描真空红外光谱技术弥补了这方面的不足，光谱分辨率可以达到lcm-1，同时时间分辨率可以达到纳秒级。但步进扫描只适用于完全重复的反应过程，因此创建一个完全重复的化学环境对同时实现高光谱分辨和时间分辨是必不可少的。
发明内容本实用新型的目的是:提供一种水蒸气发生装置，通过控制气体的流量大小和某气压的停留时间，构建一种气溶胶表界面刻蚀过程重复进行的化学环境，通过步进扫描真空红外测试获得表界面结构信息，深入研究气溶胶的物理化学过程。本实用新型的技术方案是:一种压力呈周期性变化的水蒸气发生器，它包括:水浴、进气截止阀、气压计、压力控制中心、湿度计、出气截止阀和真空泵；其外围设备是红外样品池和光谱分析仪；红外样品池包括:密封箱体与安装在密封箱体内的样品池；密封箱体的左右两侧对称的设有红外光可穿透的窗片；样品池为柱状结构，其两端由光学基片密封，光学基片上沉淀有气溶胶样品；样品池两端的光学基片与密封箱体左右两侧的窗片同轴；光谱分析仪与红外样品池连接；水浴连接进气管路的一端，进气管路的另一端穿过红外样品仓与样品池连通，出气管路的一端与样品池连通，另一端穿过红外样品仓连接真空泵；气压计安装在进气管路上，湿度计安装在出气管路上，在气压计与水浴之间的进气管路设有进气截止阀，在湿度计与真空泵之间的出气管路上设有出气截止阀；压力控制中心分别与进气截止阀、湿度计、气压计、出气截止阀连接。实验时，水浴产生水蒸气沿着进气管路进入样品池，光学基片上的气溶胶样品与进入的水蒸气进行表面刻蚀，红外光谱仪可于采集样品信号；根据对水蒸气压力的要求，由压力控制中心控制进气截止阀和出气截止阀的气体流量，流量大小可以气压计读出，通过湿度计可以读出相对湿度；调节进气截止阀和出气截止阀的开启和关闭的时间，可以实现某一压力的停留时间。时间和压力确定以后，阀门开度不变，时间不变就可以实现水蒸气压力呈周期性变化。本实用新型的有益效果是:(I)利用本实用新型使水蒸气压力以一定方式进行变化，这样得到的压力具有良好的周期性和重复性，满足步进扫描的条件；通过控制水蒸气的压力可以定量地控制发生反应的水分子数，与定量的气溶胶颗粒发生反应，提供一种严格重复性的化学反应环境，为获取气溶胶表界面刻蚀过程中间物的结构，聚集状态以及分子间作用等信息提供有效的装置；(2)本实用新型实现了智能化，通过压力控制中心实现对截止阀的控制，并通过与压力控制中心连接的气压计与湿度计可以很直观得观察到水蒸气压力和湿度变化，便于根据要求随时进行条件控制。(3)本实用新型易于清洗、拆卸，便于装置的维护。
图1为实施例中本实用新型组成示意图；图2为实施例中本实用新型中红外样品仓内结构示意图；其中，1-进气管路、2-出气管路、3-样品池、4-光学基片、5-窗片、6-水浴、7_进气截止阀、8-压力控制中心、9-出气截止阀、10-真空泵、11-湿度计、12-气压计、13-微调阀A、14-微调阀B。
具体实施方式
参见附图1，一种压力呈周期性变化的水蒸气发生器，它包括:水浴6、进气截止阀
7、气压计12、压力控制中心8、湿度计11、出气截止阀9和真空泵10 ;其外围设备是红外样品池和光谱分析仪；参见附图2，红外样品池包括:密封箱体与安装在密封箱体内的样品池3 ;密封箱体的左右两侧对称的设有红外光可穿透的窗片5 ;样品池3为柱状结构，其两端由光学基片4密封，光学基片4上沉淀有气溶胶样品；样品池3两端的光学基片4与密封箱体左右两侧的窗片5同轴；光谱分析仪与红外样品池连接；水浴6连接进气管路I的一端，进气管路I的另一端穿过红外样品仓与样品池3连通，出气管路2的一端与样品池3连通，另一端穿过红外样品仓连接真空泵10 ;气压计12安装在进气管路I上，湿度计11安装在出气管路2上，在气压计12与水浴6之间的进气管路I设有进气截止阀7，在湿度计11与真空泵10之间的出气管路2上设有出气截止阀9 ；压力控制中心8分别与进气截止阀7、湿度计11、气压计12、出气截止阀9连接。更优的，为增强对进气量及出气量的精确控制，在水浴6与进气截止阀7之间的连接管路上增设一个微调阀A13，微调阀A13的开度由压力控制中心8进行控制；在真空泵10与出气截止阀9之间的连接管路上增设一个微调阀B14，微调阀B14的开度由压力控制中心8进行控制；更优的，为了方便实验人员监测各项数据，额外设有一个与压力控制中心8联用的显不器。
权利要求1.一种压力呈周期性变化的水蒸气发生器，其特征在于，它包括:水浴(6)、进气截止阀(7)、气压计(12)、压力控制中心(8)、湿度计(11)、出气截止阀(9)和真空泵(10);其外围设备是红外样品池和光谱分析仪； 所述红外样品池包括:密封箱体与安装在密封箱体内的样品池(3);所述密封箱体的左右两侧对称的设有红外光可穿透的窗片(5);所述样品池(3)为柱状结构，其两端由光学基片(4)密封，所述光学基片(4)上沉淀有气溶胶样品；所述样品池(3)两端的所述光学基片(4)与所述密封箱体左右两侧的窗片(5)同轴；所述光谱分析仪与所述红外样品池连接； 所述水浴(6)连接进气管路(I)的一端，所述进气管路(I)的另一端穿过红外样品仓与所述样品池(3)连通，所述出气管路(2)的一端与所述样品池(3)连通，另一端穿过所述红外样品仓连接所述真空泵(10);所述气压计(12)安装在所述进气管路(I)上，所述湿度计(11)安装在所述出气管路(2)上，在所述气压计(12)与所述水浴(6)之间的进气管路(I)设有所述进气截止阀(7)，在所述湿度计(11)与所述真空泵(10)之间的出气管路(2)上设有所述出气截止阀(9)； 所述压力控制中心(8)分别与所述进气截止阀(7)、湿度计(11)、气压计(12)、出气截止阀(9)连接。
2.如权利要求1所述的压力呈周期性变化的水蒸气发生器，其特征在于，在所述水浴(6)与所述进气截止阀(7)之间的连接管路上增设一个微调阀A (13)，所述微调阀A (13)的开度由所述压力控制中心(8 )进行控制。
3.如权利要求1或2所述的压力呈周期性变化的水蒸气发生器，其特征在于，在所述真空泵(10)与所述出气截止阀(9)之间的连接管路上增设一个微调阀B (14)，所述微调阀B的开度(14)由所述压力控制中心(8)进行控制。
4.如权利要求1或2所述的压力呈周期性变化的水蒸气发生器，其特征在于，设有一个与所述压力控制中心(8)联用的显示器。
专利摘要本实用新型属于化学实验领域，具体涉及一种气压发生器。压力呈周期性变化的水蒸气发生器，其技术方案是，水浴连接进气管路的一端，进气管路的另一端穿过红外样品池仓与样品池连通，出气管路的一端与样品池连通，另一端穿过红外样品仓连接真空泵；气压计安装在进气管路上，湿度计安装在出气管路上，在气压计与水浴之间的进气管路设有进气截止阀，在湿度计与真空泵之间的出气管路上设有出气截止阀；压力控制中心分别与进气截止阀、气压计、湿度计、出气截止阀连接。利用本实用新型使水蒸气压力呈周期性变化，满足步进扫描的条件；通过控制水蒸气的压力可以控制发生反应的水分子数，与气溶胶颗粒发生反应，提供一种严格重复性的化学反应环境。
文档编号G01N21/25GK203025079SQ20132002852
公开日2013年6月26日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者庞树峰, 郭郁葱, 张云, 冷春波, 张韫宏 申请人:北京理工大学