一种气体渗透仪的制作方法

本实用新型涉及一种气体渗透仪，具体涉及一种用于考察气体分离膜分离特性的测试仪。

背景技术：

膜分离技术是适应当代新产业发展的一项高技术,被公认为20世纪末至21世纪中期最发展前途的高技术之一。膜分离是利用天然或人工制备的、具有选择透过性能的薄膜对双组分或多组分液体或气体进行分离、分级、提纯或富集。

选择性气体分离所用的膜大体可分为多孔质和非多孔质(或称均质)两种,它们系由无机物或有机高分子制备。膜分离气体的基本原理是膜对不同气体的渗透速度不同,由此实现对某种气体的浓缩和富集。Paul提出气体透过均质膜的过程遵守“溶解-扩散”模型,即气体分子首先被吸附到膜表面并溶解,然后借助浓度梯度在膜中扩散,最后从膜的另一侧解吸出来。

在密封的体系重，尤其是真空条件下，在室温条件下进行测试，压力受环境温度变化影响较大，另外一方面，不同温度条件下，气体的渗透速度也不同。专利CN105466831公布了一种气体渗透率测试装置，通过记录渗透侧测试前后压差来计算渗透率，但该专利忽视了温度对气体渗透的影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术在膜分离气体测试过程中的不足，解决外界因素对测试结果的影响，提供了一种更为可靠的测试平台。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种气体渗透仪，该仪器包括电脑、数据采集模块、气瓶、缓冲罐、压力变送器、真空计、膜组件、球阀、控温箱不锈钢管线以及真空泵。所述气瓶（3）、所述球阀1（5）、所述缓冲罐1（4）和所述球阀2（7）依次连接，所述球阀2（7）的出口与所述膜组件（10）进气口相连；所述膜组件（10）出气口与所述真空计（11）、所述缓冲罐2（12）、所述球阀5（13）连接；所述球阀2（7）分别与所述膜组件和所述球阀3（8）一端连接；所述球阀3（8）另一端分别于所述球阀5（13）、所述球阀4（9）及所述真空泵（14）连接，所述压力变送器（6）和所述真空计（11）通过所述数据采集模块与所述电脑（1）连接。

所述气瓶(3)中气体为单组份气体或混合气。

所述压力变送器(6)量程为-0.2-1 MPa。

所述真空计(11)的量程为0-100 Torr。

所述缓冲罐1(4)的体积为0.5-2 L；所述的缓冲罐2(12)的体积为0.2-1 L。

所述真空泵(14)抽真空范围为10-10125 Pa。

所述控温箱(15)控温范围25-70 ℃。

有益效果

本实用新型提供的气体渗透仪，操作简单，能够满足不同温度条件下对膜材料气体渗透性能的研究。

附图说明

图1为气体渗透仪的结构示意图；

其中，1.电脑；2.数据采集模块；3.气瓶；4.缓冲罐1；5.球阀1；6.压力变送器；7.球阀2；8.球阀3；9.球阀4；10.膜组件；11.真空计；12.缓冲罐2；13.球阀5；14.真空泵；15.控温箱。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细描述。本实用新型的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

实施案例1

1.参见图一，本实用新型的仪器包括电脑、数据采集模块、气瓶、缓冲罐、压力变送器、真空计、膜组件、球阀、控温箱不锈钢管线以及真空泵。所述气瓶（3）、所述球阀1（5）、所述缓冲罐1（4）和所述球阀2（7）依次连接，所述球阀2（7）的出口与所述膜组件（10）进气口相连；所述膜组件（10）出气口与所述真空计（11）、所述缓冲罐2（12）、所述球阀5（13）连接；所述球阀2（7）和所述膜组件之间设有所述球阀3（8）；所述球阀3（8）和所述球阀5（13）之间设有所述球阀4（9）和所述真空泵（14），所述压力变送器（6）和所述真空计（11）通过所述数据采集模块与所述电脑（1）连接。

2.设置控温箱(15)温度为50 ℃，缓冲罐1(4)体积为2 L，缓冲罐2(12)体积为1L ，气瓶(3)中混合气为O2。

3. 将高聚物膜装入膜组件（10）中，当控温箱（15）内温度达到40℃，打开球阀5（13）并启动真空泵（14），对渗透侧进行抽真空，球阀1（5）、球阀2（7）、球阀3（8）和球阀4（9）依旧保持关闭状态；等待2s后打开球阀2（7）、球阀3（8），同时对供气侧和渗透侧抽真空；当真空计（11）显示小于1 Pa时，关闭球阀3(8)和球阀5(13)，并关闭真空泵(14)；打开球阀1(5)对供气侧充气，当压力变送器(6)显示指定压力值时关闭球阀1(5)，随后打开球阀2(7)；电脑(1)自动记录真空计(11)示数随时间的变化值。最终测得渗透速率为1.7*10^-3 m³m^-2s^-1MPa^-1

实施案例2

1. 采用实施例1所述的气体渗透仪，其中气瓶(3)中的气体为CO2单组分气体，控温箱(15)温度设为40℃。

2. 最终测得渗透速率为1.3*10^-3 m³m^-2s^-1MPa^-1。

实施案例3

1. 采用实施例1所述的气体渗透仪，其中气瓶中的气体为CO2和N2混合气摩尔比为1:1，控温箱(15)温度设为65℃，缓冲罐1(4)体积为1 L，缓冲罐2(12)体积0.5 L。

2. 最终测得渗透侧CO2和N2摩尔比为8:1，气体渗透速率为2.4*10^-3 m³m^-2s^-1MPa^-1。