用于片烟或烟丝生物质水分等温吸附脱附的检测装置的制造方法_2

文档序号:8526872阅读:来源:国知局
置的加 热制冷循环器、加热制冷介质进口管路与出口管路等部分组成。单元主体结构是一个恒温 箱体,恒温箱体外层设置保温隔热层,恒温箱体内部通过外置的加热制冷循环器通过加热 制冷介质进口管路进入箱体内部,经箱内循环后由加热制冷介质出口管路回到加热制冷循 环器中,以此来保证恒温箱内温度的恒定。加热循环介质为蒸馏水,加热制冷介质进口管路 与出口管路设置在箱内对角位置,以保证加热循环介质的充分循环流动。吸附与脱附环境 由设置在恒温箱体内的高导热金属内胆实现,内胆内温度的控制方法是检测内胆内的温度 后,通过调整外置的加热制冷循环器温度控制进行调整和控制,内胆内湿度的控制方法是 检测内胆内的湿度,通过调整控制气体预混和系统中两路流量实现。在吸附脱附室的上方 设置有绝热密封盖,保证不同温湿度调节下的测试精度,为了防止外界的温度对吸附脱附 室的影响,必须保证吸附脱附的密封和绝热。温湿度传感器位于吸附脱附的下方,用于检测 吸附脱附的温湿度值,并通过控制单元实时检测吸附脱附室的温湿度情况。
[0013] 称重单元包括称重传感器、称重托盘、托盘支杆、称重传感器保护室、C路空气流量 计、温度传感器、保护进气管路和出气管路等组成。为了保护称重传感器,称重传感器位于 设计保护室内,通过支杆与托盘相连,托盘用于放置测试样品。为了保护称重传感器,防止 吸附脱附室的热量通过支杆传递到称重传感器上损坏称重传感器,托盘支杆采用绝热材料 制成。防止吸附脱附室和传感器保护室之间能的气体可能存在的气体交换,设计了传感器 保护气路。高压气瓶气体经过c路空气流量计进入进气管路,在托盘支柱的下侧和上侧分 别设计了保护气的进气管路和出气管路,同时出气管路还是吸附脱附室的湿空气排出口, 保护气从支杆的底部进入后,受到保护室的气体的顶托使保护气向上流动,在支杆的上方 与吸附脱附室的湿空气一起从出气管路排出,这样设计不仅可以避免吸附脱附室的热湿空 气可能进入传感器保护室,而且保护气的流动给支架散热作用,起到一定的冷却降温作用, 避免由于托盘支杆在上部接触到热湿空气对支架的加热对称重传感器的影响。
[0014] 数据采集和控制单元包括温度采集卡、湿度采集卡、加热控制器、流量控制器、加 热制冷循环控制器、工控机及控制软件和吸附脱附数据记录软件(即采集器)等组成。温度 采集卡分别采集恒温水浴箱、吸附脱附室、称重传感器保护室的温度。湿度采集卡用于采集 吸附脱附室的湿度。加热控制器用于控制恒温水浴箱的温度。流量控制器分别控制a、b、c 路气体的流量,保证吸附脱附室的湿度和保护气的流量。加热制冷循环控制器用于控制恒 温箱的加热制冷介质的温度,从而控制吸附脱附室的温度。工控机及控制软件控制通过与 各个采集卡和控制器连接,控制这个装置的各个参数,保证装置的正常运行。吸附脱附数据 记录软件实时记录吸附脱附室温湿度值以及样品质量,并能够通过图表的形式反映被测样 品的吸附脱附性能。
[0015] 本发明具有如下优点: 1)工作温度湿度区间宽:温度湿度的调整范围:温度在5°C~90°C,相对湿度在5%~ 95%〇
[0016] 2)设计特殊的称量单元,称重传感器与称重托盘分离,增加了称重传感器保护气 路,保证了在高温测试不能影响称重传感器稳定性,保护称重传感器。
[0017] 3)设计了新型的气体混合单元,吸附脱附室与混合室分离,可以实现分区控温,使 混合室的温度大于吸附脱附室3°C~5°C,可以保证混合室的在较高的温度下的湿度,这样 混合室不会产生冷凝,保证了实验的精度。实现了高温的吸附脱附测试。
[0018] 4)设计了吸附脱附记录软件,可以实时控制各个单元的参数,试验参数设定方便, 保存实验数据,并能实现自动调节和实时监控。
【附图说明】
[0019] 图1是生物质水分等温吸附脱附装置结构图; 1-高压气瓶;2-c路空气流量控制装置;3-b路空气流量检测装置;4- a路空气流量控 制装置;5-液位计;6-蛇形盘管;7-发泡发生装置;8-饱和湿空气进口管;9-混合气室; 10-恒温水浴箱;11-注液管;12-湿空气进口管;13-绝热密封盖;14-吸附脱附室;15-温 湿度传感器;16-样品托盘;17-排气管路;18-恒温箱体;19-托盘支杆;19. 1-保护气道; 20-称重传感器保护室;21-称重传感器;22-加热制冷介质出口管;23-加热制冷循环器; 24-加热制冷介质进口管;25-保护室温度传感器;26-保护气体进气管;27-排液阀;28-恒 温水浴室温度传感器;29-加热器;30-数据采集和控制单元;31-工控机; 图2是某样品在50°C和不同湿度下水分吸附特性曲线. 图3是某样品在50°C和程序升湿控制下水分吸附特性曲线。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合图1对本发明结构及连接关系进行描述: 如图1所示:一种用于片烟或烟丝生物质水分等温吸附脱附的检测装置,由气体混和 单元、吸附脱附单元、称量单元、数据采集和控制单元组成,且气体混和单元、吸附脱附单元 分别独立设置; 所述气体混和单元包括高压气瓶1、恒温水浴箱10、设置在恒温水浴箱中的混和气室 9,恒温水浴箱10中通入a、b两路进气管线,其中a路进气管线进入恒温水浴箱后通过蛇形 盘管6进入混合气室9,b路进气管线的出气端连接气泡发生装置7后直接暴露于恒温水浴 箱10下部,两路进气管线分别通过空气流量检测控制装置(3、4)与高压气瓶1连接,在混 合气室9中设有一饱和湿空气进气管8,所述饱和湿空气进气管为一弧心向下的弧形管,饱 和空气湿进气管的进气口端暴露于恒温水浴箱的水面上方,在恒温水浴箱10中还设有加 热器29和温度传感器28,液位计5、注液管11和排液阀27。
[0021] 所述吸附脱附单元包括带有绝热密封盖13的恒温箱体18、设置在恒温箱体中的 吸附脱附室14以及外置于恒温箱体且通过循环管路与恒温箱体相连通的加热制冷循环器 23,在吸附脱附室14中设置有温湿度传感器15,且在吸附脱附室14与气体混合单元中的混 合气室9之间连接有湿空气进气管12 ;所述吸附脱附室为一高导热金属内胆。加热制冷循 环介质为蒸馏水,加热制冷介质进口管路24与出口管路22设置在恒温箱体18内的对角位 置。
[0022] 所述称重单元包括位于称重传感器保护室20中的称重传感器21、通过托盘支杆 19设置在称重传感器21上方且位于吸附脱附室14中的称重托盘16以及保护气进气管路 26和排气管路17,称重传感器保护室20中还设有温度传感器25,托盘支杆19采用绝热材 料制成,且在称重传感器保护室20与吸附脱附室14之间设置有用于托盘支杆19穿装的保 护气道19. 1,保护气道下部通过保护气进气管26与高压气瓶1连通并通过c路空气流量检 测控制装置2控制,保护气道上部设有可通入大气的排气管路17 ; 所述数据采集和控制单元30包括温度采集卡、湿度采集卡、加热控制器、流量控制器、 加热制冷循环控制器、吸附脱附数据记录采集器以及工控机31组成。
[0023] 下面结合图1和实施例对本发明进行更为详细的描述: 如图1所示:本发明是用于生物质水分等温吸附脱附的检测装置,包括恒温水浴箱10、 恒温箱体18、称重传感器保护室20以及数据采集与控制单元30等。
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