專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雙加熱爐的固液體系相圖測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于熱分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種繪制固液體系相圖的實(shí)驗(yàn)儀
O
背景技術(shù)：
根據(jù)多相平衡的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，繪制用于描述溫度、壓力、組分的濃度等因素與相平衡狀態(tài)之間關(guān)系的圖形，稱(chēng)之為相圖。相圖廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究，也是物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要內(nèi)容。通過(guò)對(duì)相圖的研究，可以幫助我們預(yù)測(cè)化合物的生成，控制相的組成， 選擇最佳的配料點(diǎn)，制定合理的生產(chǎn)工藝過(guò)程，生產(chǎn)出所需性能的產(chǎn)品，因此具有十分重要的實(shí)際意義。熱分析法是繪制固液體系相圖最常用的實(shí)驗(yàn)方法，記錄體系由高溫冷卻過(guò)程中溫度和時(shí)間的關(guān)系，繪制溫度時(shí)間曲線，即步冷曲線。根據(jù)步冷曲線即可分析出體系相態(tài)的變化，若冷卻過(guò)程無(wú)相變發(fā)生，體系的溫度將隨著時(shí)間平滑下降。若有相變發(fā)生，由于體系產(chǎn)生的相變熱與冷卻時(shí)放出的熱量相互抵消，步冷曲線就會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn)，所以通過(guò)步冷曲線上的拐點(diǎn)就可以分析出體系的相平衡狀態(tài)以及發(fā)生相變的溫度。通過(guò)測(cè)定一系列組成不同的樣品的步冷曲線，就可以繪制出被測(cè)體系的相圖。在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中通常采用的手工記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的相圖測(cè)定儀，其加熱爐大多為單層結(jié)構(gòu)，這使得體系的降溫速率很難保持均勻，相變點(diǎn)不易觀察，并且學(xué)生很難同時(shí)完成多個(gè)加熱爐的控制和數(shù)據(jù)記錄，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)間冗長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。所以在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，需解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠、單人可同時(shí)控制和記錄兩個(gè)加熱爐的相圖測(cè)定裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有相圖測(cè)定儀的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠、單人可同時(shí)控制和記錄的雙加熱爐的雙加熱爐的固液體系相圖測(cè)定裝置。解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在箱體底部設(shè)置有加熱爐，加熱爐內(nèi)設(shè)置有內(nèi)放置樣品溫度傳感器的樣品管，該加熱爐由加熱爐殼體內(nèi)設(shè)置外表面纏繞有外加熱電阻絲的外加熱管、外加熱管內(nèi)設(shè)置外表面纏繞有內(nèi)加熱電阻絲的內(nèi)加熱管、設(shè)置在加熱爐殼體上的散熱風(fēng)扇、設(shè)置在外加熱管內(nèi)管壁上的外層加熱管溫度傳感器聯(lián)接構(gòu)成，本實(shí)用新型的加熱爐設(shè)置在與箱體底部聯(lián)接的散熱風(fēng)道上，箱體內(nèi)底部上設(shè)置有安裝架，安裝架上設(shè)置有兩個(gè)調(diào)壓模塊、一個(gè)直流電源和四個(gè)加熱繼電器，箱體的前側(cè)面上設(shè)置有時(shí)間繼電器、兩個(gè)加熱爐控制開(kāi)關(guān)、兩個(gè)風(fēng)扇換擋開(kāi)關(guān)、兩個(gè)樣品溫度控制儀、兩個(gè)溫差控制儀， 兩個(gè)樣品溫度控制儀通過(guò)導(dǎo)線分別與兩個(gè)加熱繼電器相連并通過(guò)導(dǎo)線分別與兩個(gè)樣品溫度傳感器相連，兩個(gè)外層加熱管溫度傳感器與兩個(gè)樣品溫度傳感器通過(guò)負(fù)極反串分別與溫差控制儀相連，加熱爐控制開(kāi)關(guān)通過(guò)導(dǎo)線接220V電源和調(diào)壓模塊，一個(gè)調(diào)壓模塊分別通過(guò)兩個(gè)加熱繼電器接兩個(gè)外加熱電阻絲，另一個(gè)調(diào)壓模塊分別通過(guò)兩個(gè)加熱繼電器接內(nèi)加熱電阻絲，外層加熱管溫度傳感器與樣品溫度傳感器通過(guò)負(fù)極反串與溫差控制儀相連，風(fēng)扇換檔開(kāi)關(guān)與直流電源和散熱風(fēng)扇相連。本實(shí)用新型采用全手動(dòng)控制，兩個(gè)樣品加熱爐均使用雙層加熱爐結(jié)構(gòu)，內(nèi)層加熱爐用于加熱樣品，外層加熱爐用于控制爐壁的溫度，以使樣品和爐壁保持設(shè)定的溫差。使用兩個(gè)樣品溫度控制儀分別控制和顯示兩個(gè)樣品的溫度，使用兩個(gè)溫差控制儀分別控制和顯示兩個(gè)樣品與其爐壁的溫差。通過(guò)兩個(gè)風(fēng)扇換擋開(kāi)關(guān)分別調(diào)節(jié)兩個(gè)加熱爐散熱風(fēng)扇風(fēng)量的大小，使用一個(gè)時(shí)間繼電器提示學(xué)生記錄相應(yīng)樣品的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型采具有結(jié)構(gòu)合理、操作方便、所測(cè)樣品的相變點(diǎn)與理論值相差較小、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，可作為大學(xué)物理化學(xué)的實(shí)驗(yàn)儀器。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的主視圖。圖3是圖1中加熱爐2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1在圖1、2中，本實(shí)施例的雙加熱爐的固液體系相圖測(cè)定裝置由箱體1、加熱爐2、 樣品管3、樣品溫度傳感器4、散熱風(fēng)道5、安裝架6、調(diào)壓模塊7、直流電源8、加熱繼電器9、 時(shí)間繼電器10、加熱爐控制開(kāi)關(guān)11、風(fēng)扇換檔開(kāi)關(guān)12、樣品溫度控制儀13、溫差控制儀14 聯(lián)接構(gòu)成。在箱體1底部焊接有兩個(gè)散熱風(fēng)道5，每個(gè)散熱風(fēng)道5上端用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接有加熱爐2，兩個(gè)加熱爐2的結(jié)構(gòu)完全相同，加熱爐2用于對(duì)本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行加熱，加熱爐2內(nèi)放置有樣品管3，被測(cè)樣品放置在樣品管3內(nèi)，樣品管3內(nèi)放置有樣品溫度傳感器4，樣品溫度傳感器4用于接收樣品管3內(nèi)被測(cè)樣品的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。箱體1內(nèi)的底部用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接有安裝架6，安裝架6上用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接有兩個(gè)調(diào)壓模塊7，一個(gè)直流電源8和四個(gè)加熱繼電器9，每?jī)蓚€(gè)加熱繼電器9通過(guò)導(dǎo)線與一個(gè)加熱爐2相連，加熱繼電器9用于控制加熱爐2與電源的接通或斷開(kāi)。箱體1 的前側(cè)面上用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接有時(shí)間繼電器10、兩個(gè)加熱爐控制開(kāi)關(guān)11、兩個(gè)風(fēng)扇換擋開(kāi)關(guān)12、兩個(gè)樣品溫度控制儀13、兩個(gè)溫差控制儀14。時(shí)間繼電器10用于提示學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，兩個(gè)樣品溫度控制儀13通過(guò)導(dǎo)線分別與兩個(gè)加熱繼電器9相連并通過(guò)導(dǎo)線分別與兩個(gè)樣品溫度傳感器4相連，當(dāng)樣品的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，兩個(gè)樣品溫度測(cè)定儀13 通過(guò)兩個(gè)加熱繼電器9控制電源斷開(kāi)。在圖1、2、3中，本實(shí)施例的加熱爐2由外加熱電阻絲2-1、內(nèi)加熱電阻絲2_2、外加熱管2-3、外層加熱管溫度傳感器2-4，內(nèi)加熱管2-5、散熱風(fēng)扇2-6、加熱爐殼體2_7聯(lián)接構(gòu)成。在加熱爐殼體2-7內(nèi)上端用螺紋緊固聯(lián)接件安裝有外加熱管2-3，外加熱管2-3內(nèi)安裝有內(nèi)加熱管2-5，外加熱管2-3的外表面纏繞有外加熱電阻絲2-1，內(nèi)加熱管2-5的外表面纏繞有內(nèi)加熱電阻絲2-2，加熱爐控制開(kāi)關(guān)11通過(guò)導(dǎo)線接220V電源和調(diào)壓模塊7，調(diào)壓模塊7將220V的交流電變?yōu)?0-60V的交流電，為外加熱電阻絲2_1和內(nèi)加熱電阻絲2_2供電，一個(gè)調(diào)壓模塊7分別通過(guò)兩個(gè)加熱繼電器9接兩個(gè)加熱爐2的外加熱電阻絲2-1，另一個(gè)調(diào)壓模塊7分別通過(guò)兩個(gè)加熱繼電器9接兩個(gè)加熱爐2的內(nèi)加熱電阻絲2-2。外加熱管 2-3外管壁上設(shè)置有外層加熱管溫度傳感器2-4，外層加熱管溫度傳感器2-4用于接收外加熱管2-3的管壁溫度信號(hào)，外層加熱管溫度傳感器2-4與樣品溫度傳感器4通過(guò)負(fù)極反串與溫差控制儀14相連，樣品溫度傳感器4接收到樣品的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)與外層加熱管溫度傳感器2-4接收到外加熱管2-3內(nèi)管壁的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的差輸出到溫差控制儀14，由溫差控制儀14顯示出樣品溫度與外加熱管2-3內(nèi)管壁溫度差，當(dāng)樣品溫度與外加熱管2-3內(nèi)管壁溫度差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，溫差控制儀14通過(guò)加熱繼電器9控制接通外加熱電阻絲2-1的電源，使得樣品與外加熱管2-3內(nèi)管壁的溫差保持在設(shè)定值。加熱爐殼體 2-7上用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接有兩個(gè)散熱風(fēng)扇2-6，兩個(gè)散熱風(fēng)扇2-6分別通過(guò)風(fēng)扇換檔開(kāi)關(guān)12與直流電源8相連，直流電源8為散熱風(fēng)扇2-6提供電源，切換風(fēng)扇換檔開(kāi)關(guān)12， 可調(diào)整節(jié)散熱風(fēng)扇2-6的轉(zhuǎn)速，兩個(gè)散熱風(fēng)扇2-6用于對(duì)兩個(gè)加熱爐殼體2-7散熱。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下1、配制樣品在樣品管3內(nèi)分別配制不同組分的待測(cè)樣品，樣品管3的個(gè)數(shù)按照待測(cè)樣品的數(shù)量來(lái)確定，將裝有待測(cè)樣品的樣品管3依次插入加熱爐2中。2、測(cè)量相變溫度(1)在每一個(gè)樣品管3內(nèi)插入樣品溫度傳感器4，接通儀器電源，設(shè)定時(shí)間繼電器 10的循環(huán)導(dǎo)通時(shí)間，通過(guò)樣品溫度控制儀13和溫差控制儀14設(shè)定樣品的最高加熱溫度和樣品與外加熱管2-3的管壁的溫差，開(kāi)始加熱。( 樣品的溫度、樣品與外加熱管23管壁的溫差達(dá)到設(shè)定值后恒溫5分鐘，關(guān)閉加熱爐控制開(kāi)關(guān)11，內(nèi)加熱電阻絲2-2停止加熱，開(kāi)始降溫，根據(jù)時(shí)間繼電器10的循環(huán)導(dǎo)通時(shí)間記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在加熱過(guò)程中，散熱風(fēng)扇2-6保持在最低擋運(yùn)轉(zhuǎn)，降溫開(kāi)始后，隨著樣品溫度的下降散熱風(fēng)扇2-6送風(fēng)量逐漸加大，當(dāng)樣品溫度達(dá)到溫度下限值時(shí)散熱風(fēng)扇2-6送風(fēng)量達(dá)到最大。(3)記錄好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，做樣品降溫過(guò)程的溫度-時(shí)間曲線，即步冷曲線。從多個(gè)樣品的步冷曲線上讀出各相應(yīng)體系發(fā)生相變的溫度，用橫坐標(biāo)表示混合物中物質(zhì)的含量、 縱坐標(biāo)表示出現(xiàn)相變的溫度(即步冷曲線上的拐點(diǎn)或平臺(tái))，橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為相變點(diǎn)，把不同的相變點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)，得到所測(cè)物質(zhì)的相圖。本實(shí)用新型經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，其裝置性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，能夠很好地滿足大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的需求，是繪制相圖的理想裝置。
權(quán)利要求1. 一種雙加熱爐的固液體系相圖測(cè)定裝置，在箱體(1)底部設(shè)置有加熱爐0)，加熱爐 ⑵內(nèi)設(shè)置有內(nèi)放置樣品溫度傳感器⑷的樣品管(3)，該加熱爐(2)由加熱爐殼體(2-7) 內(nèi)設(shè)置外表面纏繞有外加熱電阻絲的外加熱管(2-3)、外加熱管0-3)內(nèi)設(shè)置外表面纏繞有內(nèi)加熱電阻絲0-2)的內(nèi)加熱管0-5)、設(shè)置在加熱爐殼體(2-7)上的散熱風(fēng)扇 0-6)、設(shè)置在外加熱管0-3)內(nèi)管壁上的外層加熱管溫度傳感器(2-4)聯(lián)接構(gòu)成，其特征在于所說(shuō)的加熱爐( 設(shè)置在與箱體(1)底部聯(lián)接的散熱風(fēng)道( 上，箱體(1)內(nèi)底部上設(shè)置有安裝架(6)，安裝架(6)上設(shè)置有兩個(gè)調(diào)壓模塊(7)、一個(gè)直流電源(8)和四個(gè)加熱繼電器(9)，箱體(1)的前側(cè)面上設(shè)置有時(shí)間繼電器(10)、兩個(gè)加熱爐控制開(kāi)關(guān)(11)、兩個(gè)風(fēng)扇換擋開(kāi)關(guān)(12)、兩個(gè)樣品溫度控制儀(13)、兩個(gè)溫差控制儀(14)，兩個(gè)樣品溫度控制儀(13)通過(guò)導(dǎo)線分別與兩個(gè)加熱繼電器(9)相連并通過(guò)導(dǎo)線分別與兩個(gè)樣品溫度傳感器 (4)相連，兩個(gè)外層加熱管溫度傳感器(2-4)與兩個(gè)樣品溫度傳感器(4)通過(guò)負(fù)極反串分別與溫差控制儀(14)相連，加熱爐控制開(kāi)關(guān)(11)通過(guò)導(dǎo)線接220V電源和調(diào)壓模塊(7)，一個(gè)調(diào)壓模塊(7)分別通過(guò)兩個(gè)加熱繼電器(9)接兩個(gè)外加熱電阻絲0-1)，另一個(gè)調(diào)壓模塊 (7)分別通過(guò)兩個(gè)加熱繼電器(9)接內(nèi)加熱電阻絲0-2)，外層加熱管溫度傳感器(2-4)與樣品溫度傳感器(4)通過(guò)負(fù)極反串與溫差控制儀(14)相連，風(fēng)扇換檔開(kāi)關(guān)(12)與直流電源(8)和散熱風(fēng)扇(2-6)相連。
專(zhuān)利摘要一種雙加熱爐的固液體系相圖測(cè)定裝置，在箱體底部設(shè)兩個(gè)上端分別與加熱爐聯(lián)接的散熱風(fēng)道，加熱爐內(nèi)部設(shè)有內(nèi)放置樣品溫度傳感器的樣品管，箱體內(nèi)底部設(shè)安裝架，安裝架上設(shè)兩個(gè)調(diào)壓模塊、一個(gè)直流電源和四個(gè)加熱繼電器，箱體前側(cè)面上設(shè)時(shí)間繼電器、兩個(gè)加熱爐控制開(kāi)關(guān)、兩個(gè)風(fēng)扇換擋開(kāi)關(guān)、兩個(gè)樣品溫度控制儀、兩個(gè)溫差控制儀，兩個(gè)樣品溫度測(cè)定儀通過(guò)導(dǎo)線分別與兩個(gè)加熱繼電器和加熱爐控制開(kāi)關(guān)相連并通過(guò)導(dǎo)線分別與兩個(gè)樣品溫度傳感器相連，外層加熱管溫度傳感器與樣品溫度傳感器通過(guò)負(fù)極反串與溫差控制儀相連，兩個(gè)風(fēng)扇換檔開(kāi)關(guān)分別通過(guò)導(dǎo)線與兩個(gè)加熱爐散熱風(fēng)扇相連。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，可作為大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器。
文檔編號(hào)G01N25/00GK202177593SQ201120245069
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者馮玲, 李蕾, 王科旺, 白云山, 陳妙, 陶偉桐 申請(qǐng)人:陜西師范大學(xué)