在恒温水浴箱10的 右侧有a、b两路分别经过a路空气流量控制装置4、b路流量控制装置3的来自高压气瓶1 的干燥空气，a路进气管线进入恒温水浴箱10后通过蛇形盘管6进入混合气室9, b路进气 管线进入恒温水浴箱10后与浸没在恒温水浴箱10中蒸馏水的发泡发生装置7相连，经发 泡后的气体从与混合气室9相连的饱和进气管8进入混合气室9 ;恒温水浴箱10设有注液 管11、排液阀27、液位计5 ;在恒温箱体18、绝热密封盖13中充满由加热制冷循环器23实 时控制温度的蒸馏水，在恒温箱体18和绝热密封盖13包围的空间中设有吸附脱附室14,该 吸附脱附室14中设有温湿度传感器15、样品托盘16 ;在恒温箱体18下方设置有密闭的称 重传感器保护室20,称重传感器保护室20中设有保护气室温度传感器25、称重传感器21， 称重传感器21通过固定安装在其上的托盘支杆19与样品托盘16相连；吸附脱附室14与 称重传感器保护室之间设置了一路经c路空气流量控制装置控制流量的干燥压缩空气，c 路流量控制器的另一端与高压气瓶相连；数据采集与控制系统包括工控机31、数据采集和 控制单元30和信号采集传递线，信号传递线分别与c路空气流量控制装置2、b路空气流量 控制装置3、a路空气流量控制装置4、温湿度传感器15、称重传感器21、保护室温度传感器 25、恒温水浴室温度传感器28、加热器29、加热制冷循环器23等相连。
[0024]恒温箱体18中的循环介质为蒸馏水，循环介质的进口管路24和出口管路22分别 设置在恒温箱体的对角位置，以保证加热循环介质的充分循环流动。
[0025] 结合两个实施例对本发明装置的工作过程进行详细描述： 实施案例一 打开工控机31和加热制冷循环器23以及吸附脱附装置总开关，打开吸附脱附测试软 件，检查数据采集与控制系统通讯是否正常。装置能与工控机31正常通讯后，设置各实验 阶段的温度、湿度、稳定时间、保护气流量、混合气流量、采样周期等实验参数，具体实验参 数如表1所示。启动测试程序，程序将根据设定好的实验参数，自动控制仪器各部件的温度 及空气流量以获得所需的实验环境。同时，实验过程中各实验参数的实时数据也将在工控 机上显示及保存。实验在测试程序的控制下可自动从一个步骤转移到下一个步骤。烟草样 品在设定的温湿度环境下会吸附或脱附水分，重量会不断变化。实验结果如图2所示。 [0026] 实施案例二 打开工控机31和加热制冷循环器23以及吸附脱附装置总开关，打开吸附脱附测试软 件，检查数据采集与控制系统通讯是否正常。装置能与工控机31正常通讯后，设置各实验 阶段的温度、湿度、稳定时间、保护气流量、混合气流量、采样周期等实验参数。具体实验参 数如表2所示。通常在每次实验的第一阶段和最后阶段将湿度值设为0,稳定时间设置在30 分钟以上，用于排净吸附脱附室14及管路中的残余湿气。打开绝热保温盖13,将称量好的 样品放入吸附脱附室14中的样品托盘16中，再将绝热保温盖13密封好。启动测试程序， 程序将根据设定好的实验参数，自动控制仪器各部件的温度及空气流量以获得所需的实验 环境。同时，实验过程中各实验参数的实时数据也将在工控机上显示及保存。实验在测试 程序的控制下可自动从一个步骤转移到下一个步骤。烟草样品在设定的温湿度环境下会吸 附或脱附水分，重量会不断变化。实验结果如图3所示。
【主权项】
1. 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，其特征在于：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 元分别独立设置位于两个并列的箱体内； 所述气体混和单元包括高压气瓶、恒温水浴箱、设置在恒温水浴箱中的混和气室，恒温 水浴箱中通入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进入 混合气室，b路进气管线的出气端连接气泡发生装置后直接暴露于恒温水浴箱下部，两路进 气管线分别通过空气流量检测控制装置与高压气瓶连接，在混合气室中设有一饱和湿空气 进气管，饱和湿空气进气管的进气口端暴露于恒温水浴箱的水面上方，在恒温水浴箱中还 设有加热器和温度传感器； 所述吸附脱附单元包括带有绝热密封盖的恒温箱体、设置在恒温箱体中的吸附脱附室 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，在吸附脱附室 中设置有温湿度传感器，且在吸附脱附室与气体混合单元中的混合气室之间连接有湿空气 进气管； 所述称重单元包括位于称重传感器保护室中的称重传感器、通过托盘支杆设置在称重 传感器上方且位于吸附脱附室中的称重托盘以及保护气进气管路和排气管路，称重传感器 保护室中还设有温度传感器，托盘支杆采用绝热材料制成，且在称重传感器保护室与吸附 脱附室之间设置有用于穿装托盘支杆的保护气道，保护气道下部通过保护气进气管与高压 气瓶连通并通过空气流量检测控制装置控制，保护气道上部设有可通入大气的排气管； 所述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、吸附脱附数据记录采集器和工控机组成。
2. 根据权利要求1所述的用于片烟或烟丝生物质水分等温吸附脱附的检测装置，其特 征在于：在恒温水浴箱中还设有液位计、注液管和排液阀。
3. 根据权利要求1所述的用于片烟或烟丝生物质水分等温吸附脱附的检测装置，其特 征在于：所述气体混和单元中的恒温水浴箱外箱体以及吸附脱附单元中的恒温箱体的箱体 外层均设置有保温隔热层。
4. 根据权利要求1所述的用于片烟或烟丝生物质水分等温吸附脱附的检测装置，其特 征在于：设置在恒温箱体中的吸附脱附室为一高导热金属内胆。
5. 根据权利要求1所述的用于片烟或烟丝生物质水分等温吸附脱附的检测装置，其特 征在于：吸附脱附单元中的加热制冷循环介质为蒸馏水，加热制冷介质进口管路与出口管 路设置在恒温箱体内的对角位置。
6. 根据权利要求1所述的用于片烟或烟丝生物质水分等温吸附脱附的检测装置，其特 征在于：所述饱和湿空气进气管为一弧心向下的弧形管。
【专利摘要】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；该装置能够在一定的温度和湿度条件下进行片烟或烟丝中水分等温吸附和脱附过程的检测。通过分析样品中水分随时间的变化情况，得到不同样品中水分吸附和脱附的速率及平衡状态下含水率的结果，从而表征片烟或烟丝等生物质材料中水分吸附与脱附性能。本发明的优点在于：工作温度湿度区间宽：温度湿度的调整范围：温度在5℃～90℃，相对湿度在5％～95%，且可保证在高温测试条件下的称重传感器的稳定性，实现了高温环境下生物质材料的吸附脱附测试。
【IPC分类】G01N5-00
【公开号】CN104849167
【申请号】CN201510307227
【发明人】李斌, 李志刚, 周苏旸, 孙淼, 鲁端峰, 张龙, 张彩云, 刘勇, 王兵
【申请人】中国烟草总公司郑州烟草研究院, 中国科学院合肥物质科学研究院, 合肥众沃仪器技术有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年6月8日