一种重量法测量气体吸附剂材料性能的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及吸附材料性能测试领域，特别涉及一种重量法测量气体吸附剂材料性能的方法和装置。
【背景技术】
[0002]吸附材料的性能，如等温吸附线，吸附性能，脱附性能，吸附和脱附温度等是吸附材料的重要参数，传统吸附材料或新开发的吸附材料都需要精确测试其相关参数，然后才能推广应用。
[0003]传统的测量方式采用间接测量方式，比如在吸附材料的前后端布置温度，浓度，压力风速等等传感器，再采用数学公式进行计算，推导出吸附材料的性能，这种方式虽然简单，但由于吸附剂材料对气体的吸附性能公式本身存在不确定性，导致间接推导出来的吸附材料性能存在不确定性和误差。
[0004]吸附材料的物理吸附是指气体分子或蒸汽分子被固体表面吸附，被吸附的分子以类似于凝聚的物理过程与固体表面结合，即以范德华力相互作用，称之为物理吸附。因此，采用一定时间段内的重量测量能够准确直接的测量吸附材料的吸附或脱附性能。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种重量法测量气体吸附剂材料的吸附或脱附性能的方法和装置，目的是在工业应用过程中，精确测量吸附剂材料的性能。
[0006]本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
[0007]一种重量法测量气体吸附剂材料性能的装置，包括吸附气体发生单元，以及与吸附气体发生单元相连的进出管道，在吸附气体发生单元进出管道上设有一管道回路，在管道回路上设有重量测量单元，重量测量单元的进出管道上再进一步设有一管道回路。
[0008]进一步地，所述吸附气体发生单元的进出管道口上、出口管道上和进出管道回路上分别装有阀门，吸附气体发生单元的进出管道口上阀门为便于气体循环的1#阀门VI，在吸附气体发生单元的出口管道上的阀门为2#阀门V2，在吸附气体发生单元进出管道回路上的阀门为3#阀门V3。
[0009]进一步地，在所述重量测量单元两侧的进出管道和重量测量单元的进出管道回路上分别设有阀门，重量测量单元两侧的进出管道上的阀门包括4#阀门V4、5#阀门V5，还包括气体流量计F ;在重量测量单元的进出管道回路上阀门为6#阀门V6。
[0010]进一步地，所述阀门是电动阀门、电磁动阀门、气动阀门或者这几种阀门的组合。
[0011]进一步地，所述重量测量单元包括吸附材料装填部件，以及在其两侧设置的进口和出口管路连接板，进口和出口管路连接板的外侧分别设有进口和出口管路；在吸附材料装填部件上方设有与其相接的微量天平，位于进口和出口管路连接板之间设有曲柄连杆机构。
[0012]进一步地，在所述吸附材料装填部件与进口和出口管路连接板之间设有橡胶密封垫。
[0013]进一步地，所述曲柄连杆机构由双向转动电机驱动，曲柄连杆机构的转动分为三个档位，第一个档位是两个曲柄位置形成垂直状态；第二个档位是两个曲柄位置形成与水平方向30?45°之间的位置；第三个档位是两个曲柄位置形成水平状态。
[0014]进一步地，所述吸附材料装填部件中填装有附剂材料，吸附剂材料被制作成与吸附材料装填部件一样的形状，其横截面积比吸附材料装填部件略小，紧贴吸附材料装填部件安装。
[0015]进一步地，所述重量测量单元进口和出口管路上设有温度和气体浓度传感器。
[0016]相应地，本发明还给出了一种利用上述的装置进行重量法测量气体吸附剂材料的方法，包括下述步骤:
[0017]1)系统初始启动时，1#阀门VI打开，其余阀门全部关闭，吸附气体从吸附气体发生单元的出口直接进入到吸附气体发生单元的进口；
[0018]2)吸附气体发生单元的吸附气体调节稳定后，1#阀门VI和6#阀门V6关闭，2#阀门V2、4#阀门V4、5#阀门V5和3#阀门V3分别打开，吸附气体由吸附气体发生单元的出口依次流过2#阀门V2、4#阀门V4、重量测量单元、5#阀门V5、气体流量计F和3#阀门V3，然后进入吸附气体发生单元；
[0019]3)重量测量单元进口和出口管路上的温度和气体浓度传感器测量进出口管道的气体温度和浓度；测量一段时间后，4#阀门V4、5#阀门V5关闭，6#阀门V6打开，其余阀门状态不变，同时，重量测量单兀中的曲柄连杆机构将进口和出口管路与进口和出口管路连接板的固定件撑开，悬挂式微量天平连续测量吸附材料装填部件的重量；
[0020]4)测量一定时间后，重量测量单元中的曲柄连杆机构将进口和出口管路与进口和出口管路连接板的固定件拉回与吸附材料装填部件紧密连接，此时，关闭6#阀门V6，打开4#阀门V4和5#阀门V5，其余阀门状态不变，实现一次数据测量；
[0021]5)重复步骤1)?6)，依次类推进行循环测量。
[0022]本发明通过重量测量单元中曲柄连杆机构的不同位置实现吸附剂材料的更换，吸附气体的吸附或脱附以及和吸附或脱附后的重量测量。本发明利用重量法直接测量吸附剂材料的吸附或脱附性能，摆脱间接测量的不确定性。采用一定时间段内的重量测量能够准确直接的测量吸附材料的吸附或脱附性能。
【附图说明】
[0023]图1是本发明的结构原理图。
[0024]图中:11:吸附气体发生单元；12:1#阀门VI ；13 -.2#阀门V2 ；14 -.4#阀门V4 ；15:重量测量单元；16:5#阀门V5 ；17:气体流量计F ；18 -.3#阀门V3 ；19 -.6#阀门V6。
[0025]图2是重量测量单元的结构原理图。
[0026]图中:1:微量天平；2:进口和出口管路；3:进口和出口管路连接板；4:橡胶密封垫；5:吸附材料装填部件；6:曲柄连杆机构。
[0027]图3(a) -图3(c)是重量测量单元在曲柄连杆机构6的作用下的三个位置示意图。【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明的工作原理作进一步详细说明。
[0029]参照图1所示，该重量法测量气体吸附剂材料性能的装置，包括吸附气体发生单元11，以及与吸附气体发生单元11相连的进出管道，在吸附气体发生单元11进出管道上设有一管道回路，在管道回路上设有重量测量单元15，重量测量单元15的进出管道上再进一步设有一管道回路。
[0030]其中，吸附气体发生单元11的进出管道口上装有便于气体循环的1#阀门VI 12，在吸附气体发生单元11的出口管道上装有2#阀门V2 13，在吸附气体发生单元11进出管道回路上设有3#阀门V3 18。
[0031]在重量测量单元15两侧的进出管道上分别设有4#阀门V4 14、5#阀门V5 16和气体流量计F17。在重量测量单元15的进出管道回路上设有6#阀门V6 19。上述阀门是电动阀门、电磁动阀门、气动阀门或者这几种阀门的组合。
[0032]具体吸附气体发生单元的连接关系为，吸附气体发生单元包括吸附气体进口和吸附气体出口，吸附气体发生单元11的出口分为两路，第一路出口与1#阀门VI 12的进口连接，1#阀门VI 12的进口与吸附气体发生单元11的进口连接。第二路出口与2#阀门V2 13的进口连接，2#阀门V2 13的出口又分为两个支路，第一个支路与6#阀门V6 19的进口连接，6#阀门V6 19的出口与3#阀门V3 18的进口连接，3#阀门V3 18的出口与吸附气体发生单元11的进口连接；第二个支路与4#阀门V4 14的进口连接，4#阀门V4 14的出口与重量测量单元15的进口连接，重量测量单元15的出口与5#阀门V5 16的进口连接，5#阀门V5 16的出口与气体流量计F17的进口连接，气体流量计F17的出口与3#阀门V3 18的进口连接，3#阀门V3 18的出口与吸附气体发生单元11的进口连接。
[0033]如图2所示，重量测量单元15包括吸附材料装填部件5，以及在其两侧设置的进口和出口管路连接板3，进口和出口管路2与进口和出口管路连接板3固定连接在一起，在吸附材料装填部件5与进口和出口管路连接板3之间设有橡胶密封垫4，进口和出口管路连接板3的外侧分别设有进口和出口管路2 ;在吸附材料装填部件5上方设有与其固定相接的悬挂式微量天平1，位于进口和出口管路连接板3之间设有曲柄连杆机构6。
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