专利名称:一种新型的化学反应速率检测仪的制作方法
本实用新型与化学反应过程相对速度的检测有关。
一般化学反应相对速度与温度的关系，通常用Arrhenius方程表示如下r=eER(1To-1T)]]>式中r－化学反应相对速度E－反应物的活化能R－气体常数T0－基准反应温度T－实际反应温度上述方程所描述的化学反应现象如下，当化学反应温度处于基准温度时，即T＝T0，化学反应相对速度r＝1。当反应温度偏离基准温度即T≠T0时，化学反应相对速度就发生变化。其变化大小，与化学反应物的活化能E值有关，也与T偏离T0的多少有关。检测一般化学反应相对速度所用的电子仪器，包括一个热敏元件和一个Arrhenius方程模拟电路构成。英国专利1381337号内容为放置热敏元件与材料相接触，并保持热敏元件两端电压不变，以便使所通过元件的电流与化学反应过程的反应速率成比例。由一个对数电路，反对数电路和线性放大电路组合A－rrhenius方程的模拟电路。该专利的具体实施是将一个半导体热敏电阻探针插入被测轮胎内部(或其它设备中)。由于轮胎内部温度的变化，使流过热敏电阻探针的电流将按指数规律变化。此电流信号，经过缓冲放大器转换成电压信号，送到对数电路把电压与温度的指数关系变为线性关系。再通过由线性放大器组成的E值设定电路改变其斜率，经反对数电路放大，转换成Arrhenius方程形式，完成Arrhe－nius方程的模拟。
可见它存在不足之处，它用专门的半导体热敏电阻作检测元件，通过对数、线性放大、反对数电路转换模拟Arrhenius方程。使结果引入的误差较大，电路复杂。仪器校准时，由于测温元件用半导体热敏电阻，须备有一台校准仪。这种校准仪由一个可控温的热载体和一个指示器组成。当基准温度改变或更换探针时，测温元件探针插入其热载体中检测化学反应相对速度并进行调节，使r＝1。这样仪器操作复杂。而且半导体热敏电阻的测温元件，其半导体材料常数随温度变化而变化，致使使用温度的动态范围较窄，对于温度波动范围较大的反应会造成较大的误差。测温最高极限往往不超过300℃。测温头体积不能做得更小。长期工作稳定性差，测温元件互换性不好。
本实用新型的目的是提供一种更为适用的Arrhe－nius方程模拟电路。以及适用于这种电路的温度检测器。
本实用新型的特征是，采用输入输出关系成比例的温度检测器，用一个曲线拟合电路、指数放大电路和线性放大电路的组合来模拟Arrhenius方程。用一个电阻分压器调节活化能E值，用另一个电阻分压器调节化学反应相对速度，使r＝1。
本实用新型除了线路简单，系统误差小外，温度检测器用热电偶或金属热敏电阻。测温范围大(室温－600℃)测温探头可以做得更小。而且仪器校准方便。在橡胶轮胎硫化机上试用，控制等效硫化的效果令人满意。而且本实用新型还能用于其它化学反应相对速率的检测，如醋酸酐的分解反应，酚醛树脂的聚合控制等。
附图是本实用新型的模拟电路原理图。
参见附图，该电路包括有输入与输出关系成比例的温度检测器16，输出一个与反应温度成比例的电压信号，该温度检测器可以是热电偶、金属热敏电阻和非接触式测温器。3是非线性网络，它和电阻2，运算放大器4，构成曲线拟合电路。对一定类型的化学反应，其反应最低温度Tmin和最高温度Tmax通常是在一定的范围内，只要选择一个适合的Tmin及Tmax值，就可以满足化学反应过程的温度变化需要。通过调节非线性网络3的特性，可以使曲线拟合电路输出电压的大小与(1／Tmin－1／Tmax)值对应成比例。可调电阻5和电阻6组成分压器，不同的电阻值对应化学反应物不同的活化能。三极管7、电阻8和运算放大器9组成指数放大电路。电阻12、13和运算放大器14组成线性放大电路。可调电阻10和电阻11组成另一分压器。调节该分压器电阻值，可使线性放大电路输出一个与反应相对速度r＝1对应的电压值。点15是电路输出端。稳压源和可变电阻1通过一个开关K与主电路连结在一起，构成一个校准电路。
该电路的校准和工作是这样的，检测仪开始检测前先调节5，使其阻值与活化能E值对应。把开关K置A位，调节可变电阻1，使其输出电压值大小等于温度在T0时温度检测器的输出电压值。调节可变电阻9，使点15的电压值为1伏。此表示化学反应相对速度r＝1，然后把开关K置B位，电路开始工作。温度检测器输出与反应温度成比例的电压信号，经曲线拟合电路放大，5、6组成的分压器分压后，送指数放大电路放大，最后经10、11组成的分压器分压后，由线性放大电路放大。从点15输出的是与化学反应相对速度成比例的电压信号。
权利要求
1.一种化学反应相对速率检测仪，由一个用以计算化学反应相对速度的Arrhenius方程模拟电路和温度检测器构成，其特征在于Arrhenius方程模拟电路是由曲线拟合电路、指数放大电路和线性放大电路组合而成，输入与输出关系成比例的温度检测器是热电偶、金属热敏电阻、非接触式测温器。
2.根据权利要求
1的检测仪，其特征在于曲线拟合电路由运算放大器和该放大器的反馈网络构成，其拟合的曲线是X＝1／Tmin－1／Tmax。
3.根据权利要求
1的检测仪，其特征在于指数放大电路输入端有一个可变电阻〔5〕、电阻〔6〕构成的分压器，调节不同的电阻值，对应化学反应物不同的活化能。
4.根据权利要求
1的检测仪，其特征在于线性放大电路的输入端有一个可变电阻〔10〕、电阻〔11〕构成的分压器，调节电阻值可得到一个与r＝1对应的电压值。
专利摘要
一种检测化学反应相对速度的检测仪。用一个曲线拟合电路，指数放大电路和线性放大电路，组合Arrhenius方程模拟电路。以热电偶或金属热敏电阻作温度检测器。检测仪工作时，温度检测器输出一个与反应温度成比例的电压信号，经模拟电路处理，送出的是与反应相对速度成比例的电压信号。这种检测仪线路简单，误差小，校准方便。适用于控制橡胶轮胎硫化及其它化学反应相对速度的检测。
文档编号G01N25/20GK85203034SQ85203034
公开日1986年7月2日 申请日期1985年6月12日
发明者潘森, 唐志宏, 黄安彬, 罗良 申请人:广东省科学院实验工厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan