计算出氢气的实时产气量V，并在显示器上显示；
[0037] 步骤四、氢气排放
[0038] 实验结束后，打开三口锥形瓶上的金属粉末开口，计量管和储水箱中的水位高度 再次相同，继续进行下一组实验测试。
[0039] 3?有益效果
[0040] 采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
[0041] (1)本发明的金属/水反应制氢实验装置及收集方法，计量管底部安装有2#压力 变送器，氢气通过气体逸出管进入储水箱，并将同等体积的水排至计量管，计量管水位增加 时，会导致计量管底部压强增大，作用在2#压力变送器上的压力也会增大，2#压力变送器 会测出实验过程中的实时压力变化，通过压力变化数据及计量管的内径能够计算得出产气 量，产气量在计算机上自动计算并以表格的形式存储在计算机上；本发明中，产气量的数据 是通过计算机的自动计算得出，产气量测量精确度高、省时省力，克服了人工计量产气量精 度低、费时费力的不足，且2#压力变送器上的压力值为实时采集，因此反应过程中任意时 间段的产气量数据都可以实时得到并存储，最终得到整个反应过程中产气量随时间连续变 化的数据，有利于对反应过程进行深入研宄。
[0042] (2)本发明的金属/水反应制氢实验装置及收集方法，将水通过计量管上部开口 注入计量管和储水箱中，根据连通器原理可知，此时计量管的水位和储水箱一致，可根据实 际需要确定实验所需水位高度。实验过程中，反应产生的氢气会进入储水箱，并将同等体积 的水排至计量管，此时计量管的水位高于储水箱；一组实验结束后，打开三口锥形瓶上的金 属粉末开口，储水箱与大气相通，储水箱的水位回升并与计量管的水位再次一致，可继续进 行下一组实验测试，无需重复注水。经过本发明的改进，实验中只需一次注水便能实现多次 测试，避免了目前氢气产气量测量实验中集气量筒需反复注水的繁琐操作过程。
[0043] (3)本发明的金属/水反应制氢实验装置及收集方法，待反应的金属粉末加入反 应容器后，密封反应容器，然后开启电磁阀加入反应溶液，反应溶液的加入量由控制箱控 制，其原理是通过1#压力变送器监测溶液储存箱的液位变化，人工设置反应溶液加入量， 当1#压力变送器检测到压力值等于反应溶液加入量刚好达到设定值时溶液储存箱内剩余 反应溶液液位所对应的临界压力，则触发电磁阀关闭动作，进而停止反应溶液的添加，实现 反应溶液的定量添加；该过程还一方面避免了同时加入金属与反应溶液时，由于未及时密 封反应容器而导致的气体逸出问题，另一方面能准确测出从反应开始到有气体产生时的反 应诱导期时间，便于对反应过程进行深入研宄。
[0044] (4)本发明的金属/水反应制氢实验装置及收集方法，反应溶液的加入量可通过 控制箱实现定量控制，反应温度可通过温度控制仪和恒温水浴箱实现控制，从而有利于对 反应进行定量研宄及控制反应的强度。
【附图说明】
[0045] 图1为本发明的金属/水反应制氢实验装置的结构示意图。
[0046] 示意图中的标号说明：1、计量管；2、储水箱；3、气体逸出管；4、固定支架；5、三口 锥形瓶；6、溶液进入管；7、电磁阀；8、加热箱；9、溶液储存箱；10、热电偶；11、温度控制仪； 12、控制箱；13、1#压力变送器；14、恒温水浴箱；15、磁力搅拌器；16、2#压力变送器；17、数 据采集仪；18、计算机；19、显示器。
【具体实施方式】
[0047] 为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
[0048] 实施例1
[0049] 如图1所示，本实施例的金属/水反应制氢实验装置，包括溶液储存机构、反应机 构和气量检测机构，溶液储存机构与反应机构相连通，反应机构与气量检测机构相连通，其 中：溶液储存机构用于存放反应溶液，反应机构用于存放待反应的金属及作为反应容器，气 量检测机构用于检测反应产生的氢气量，具体为反应溶液进入反应机构内与金属反应产生 氢气，氢气通入气量检测机构内实现产气量的自动实时检测。
[0050] 反应机构包括固定支架4、三口锥形瓶5、恒温水浴箱14和磁力搅拌器15,磁力搅 拌器15上方设有恒温水浴箱14,恒温水浴箱14内部设有三口锥形瓶5。三口锥形瓶5作为 金属/水反应的容器，其上设有三个开口，分别称为溶液开口、金属粉末开口和气体开口， 其中：溶液开口与溶液储存机构相连通，用于添加反应溶液；金属粉末开口通过密封塞密 封，金属粉末开口用于添加待反应的金属粉末；气体开口与气量检测机构相连通，用于将反 应产生的氢气送入储水箱2中。固定支架4固定在磁力搅拌器15的上方，固定支架4与三 口锥形瓶5固定连接，固定支架4用于固定反应过程中的三口锥形瓶5,防止反应过程中三 口锥形瓶5发生晃动而出现密封塞脱落、气体逸出的情况。三口锥形瓶5的容积为250ml。 磁力搅拌器15为集热式磁力搅拌器，型号采用DF-101S，该装置为实验提供反应条件，使反 应溶液和金属粉末充分混合反应。
[0051 ] 溶液储存机构包括溶液进入管6、电磁阀7、加热箱8、溶液储存箱9、热电偶10、温 度控制仪11、控制箱12和1#压力变送器13。加热箱8内设有溶液储存箱9,溶液储存箱 9底部设有两个开口，其中一个开口与溶液进入管6的一端相连通，溶液进入管6的另一端 与溶液开口相连通；溶液储存箱9底部另一个开口上设有1#压力变送器13,1#压力变送器 13与控制箱12电连接。溶液进入管6上设有电磁阀7,电磁阀7与控制箱12电连接。加 热箱8与温度控制仪11电连接，热电偶10设于溶液储存箱9内部，热电偶10与温度控制 仪11电连接。热电偶10采用标准K型热电偶。热电偶10用于检测溶液储存箱9内部反 应溶液的温度，并将检测的温度数值反馈给温度控制仪11。温度控制仪11用于控制加热 箱8的加热温度，在温度控制仪11上设定好温度数值后，加热箱8就将溶液储存箱9内的 反应溶液加热到指定温度，当溶液储存箱9内的反应溶液达到指定温度后，热电偶10反馈 此时的温度数值给温度控制仪11，温度控制仪11控制加热箱8将溶液储存箱9内的反应溶 液维持在指定的温度上。热电偶10与温度控制仪11共同实现对溶液储存箱9内反应溶液 的温度控制。
[0052] 电磁阀7的关闭动作由1#压力变送器13导入的压力信号触发，1#压力变送器13 用于实时检测溶液储存箱9内反应溶液相应液位高度所对应的压力值，并将该压力值实时 传输给控制箱12,控制箱12根据1#压力变送器13反馈的压力值控制电磁阀7的关闭动 作。反应开始前在控制箱12上设定反应溶液的加入量，此时1#压力变送器13检测到溶液 储存箱9内反应溶液相应液位高度所对应的一个压力值，并将该压力值反馈给控制箱12 ; 反应开始后，电磁阀7打开，反应溶液逐渐加入到三口锥形瓶5内，此时1#压力变送器13 检测到逐渐变化的压力值；反应溶液加入量刚达到控制箱12的设定值时，此时溶液储存箱 9内反应溶液相应液位高度对应一个临界压力值（该临界压力值等于反应开始前1#压力变 送器13检测到的压力值减去设定数值的反应溶液加入量在溶液储存箱9内液位高度所对 应的压力值），当1#压力变送器13检测到的压力值等于该临界压力值时，证明反应溶液的 加入量正好等于事先的设定数值，则控制箱12控制电磁阀7进行关闭动作，进而停止反应 溶液的添加，实现反应溶液的定量添加。
[0053] 气量检测机构包括计量管1、储水箱2、气体逸出管3、2#压力变送器16、数据采集 仪17、计算机18和显示器19,计量管1和储水箱2相互连通，且计量管1上部开口并与大 气相通。储水箱2上部设有一个开口，该开口与气体逸出管3的一端相连通，气体逸出管3 的另一端与三口锥形瓶5上的气体开口相连通。计量管1底部设有2#压力变送器16,用于 测量计量管1内相应水位的压力，2#压力变送器16通过计量管1内压力的变化来反映产气 量的数值，2#压力变送器16的输出端与数据采集仪17的输入端连接，数据采集仪17的输 出端与计算机