一種聲化學(xué)效率測定裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聲化學(xué)效率測定裝置，它包括測量棒用探棒、探棒驅(qū)動盒和一臺數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)。本發(fā)明利用熱量法測聲功率和紫外光譜法測聲化學(xué)產(chǎn)量的原理，通過處理器的嚴(yán)格控制、測量和計(jì)算，最終能夠快速得到聲化學(xué)效率指標(biāo)。本發(fā)明高度集成了熱量法測量聲功率的測量系統(tǒng)和在線紫外光度計(jì)監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)定好相應(yīng)的參數(shù)后即自動控制并顯示數(shù)值，并擁有數(shù)據(jù)存儲記錄、數(shù)據(jù)整理輸出、與上位機(jī)通信配合電腦使用的功能，方便了科研工作者快速得到并整理聲化學(xué)效率指標(biāo)數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種聲化學(xué)效率測定裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聲化學(xué)效率測定裝置及其使用方法，屬于超聲波化學(xué)處理領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]聲化學(xué)是目前化學(xué)研究的前沿之一，在實(shí)際試驗(yàn)研究中，聲化學(xué)效率是一項(xiàng)測量過程較為復(fù)雜但十分重要的指標(biāo)，需要將一段時間內(nèi)的聲功率和相同情況下產(chǎn)生的聲化學(xué)產(chǎn)量都測量出來，才能夠通過計(jì)算得到聲化學(xué)效率，每次測量過程都十分繁瑣而且無法避免很大的誤差。本發(fā)明將這一傳統(tǒng)方法進(jìn)行整合和改進(jìn)，將測量過程小型化便捷化，能夠快速得到某一聲化學(xué)反應(yīng)裝置的聲化學(xué)效率。在聲化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中幫助研究者快速得到經(jīng)過數(shù)據(jù)整理的聲化學(xué)指標(biāo)，使相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究的效率大幅提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種聲化學(xué)效率測定裝置，它能夠快速測量聲化學(xué)反應(yīng)器的聲化學(xué)效率，并能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析整合，減少了使用傳統(tǒng)方法的實(shí)驗(yàn)時間和誤差，使相關(guān)研究效率提聞。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種聲化學(xué)效率測定裝置，它包括測量用探棒、探棒驅(qū)動盒、數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)；其中:
測量用探棒，為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有一根測量溫度用的熱電偶和進(jìn)出樣液的兩個管道，探棒的最前端有樣液進(jìn)出口以及熱電偶測溫端。
[0005]探棒驅(qū)動盒，內(nèi)部包括一個微型電泵，用于循環(huán)從探棒前端采集樣液，并送入光譜掃描倉，一個光譜掃描倉，用于掃描樣液的紫外光譜，并將掃描得到的信號送入A/D轉(zhuǎn)換電路，一套信號調(diào)理電路，用于將熱電偶反饋的模擬信號進(jìn)行處理，并送人A/D轉(zhuǎn)換電路，一個A/D轉(zhuǎn)換電路，用于處理光譜信號和熱量測量信號，并通過與驅(qū)動盒連接的電纜送入到數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)；
數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)，用于接收探棒驅(qū)動盒送入的溫度數(shù)據(jù)和紫外光度數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行記錄并進(jìn)行計(jì)算，得到聲化學(xué)效率，
進(jìn)一步，數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)與一計(jì)算機(jī)相連，將記錄的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析。
[0006]進(jìn)一步，所述光譜掃描倉內(nèi)部使用基于微型氣燈光源的紫外光分光光度掃描技術(shù)。
[0007]進(jìn)一步，探棒驅(qū)動盒與數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)之間使用RS-485通信協(xié)議。
[0008]進(jìn)一步，數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)與計(jì)算機(jī)之間使用USB通信方式。
[0009]進(jìn)一步，所述的樣液是0.rimol/L的KI水溶液。
[0010]本發(fā)明還提供了上述聲化學(xué)效率測定裝置的使用方法，步驟如下:首先開啟數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)3，等待系統(tǒng)進(jìn)行自檢和初始化，初始化完成后，設(shè)置KI溶液濃度的參數(shù)，測量所用KI溶液濃度必須為0.lmol/L至lmol/L之間，設(shè)置時可以直接輸入mg/L為單位的濃度數(shù)值，然后設(shè)置測量模式，選擇儀表模式，聲化學(xué)效率數(shù)值將會每秒鐘刷新一次，或者選擇觀測模式，系統(tǒng)將會持續(xù)記錄一段時間的溫度、聲化學(xué)產(chǎn)率，聲化學(xué)效率等數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理，以便實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行分析使用；接下來手持或使用支架固定好探棒驅(qū)動倉2，將探棒I的前端放置在想要探測聲化學(xué)效率的位置，由于在聲化學(xué)反應(yīng)器中，各個位置的聲化學(xué)效率是不同的，因此所測量的數(shù)據(jù)反映的只是探棒前端的液體部位聲化學(xué)效率，如果要探測其他部位，必須移動探棒到相應(yīng)的位置；在處理顯示機(jī)3的控制面板上按下開始按鈕，系統(tǒng)開始工作，約10秒的預(yù)熱后顯示屏即會開始出現(xiàn)數(shù)據(jù)。
[0011]采用了上述技術(shù)方案后，熱電偶感應(yīng)到聲化學(xué)過程中溫度升高的細(xì)微變化，處理器將溫度進(jìn)行精確轉(zhuǎn)換，換算為聲功率。同時，微型電泵將反應(yīng)器內(nèi)的樣品液體抽樣并送入光譜掃描倉，光譜掃描倉不斷將樣品液體的紫外光譜信息反饋到處理器中，處理器將其轉(zhuǎn)化為聲化學(xué)產(chǎn)率。通過聲化學(xué)產(chǎn)率和聲功率計(jì)算得到聲化學(xué)效率，整個過程全部自動完成，在處理顯示機(jī)端直接顯示結(jié)果，同時將不斷得到數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲甚至分析，最后可將所有數(shù)據(jù)信息輸入至計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的一種聲化學(xué)效率測定裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0014]如圖1所示，一種聲化學(xué)效率測定裝置，它包括測量用探棒1、探棒驅(qū)動盒2、數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)3 ;其中，
測量用探棒1，為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有一根測量溫度用的熱電偶和進(jìn)出樣液的兩個管道，探棒的最前端有樣液進(jìn)出口以及熱電偶測溫端。使用本發(fā)明測量聲化學(xué)效率時，使用的樣液是0.rimol/L的KI水溶液。采樣用的管道直徑很小，因此此處的液體循環(huán)對聲化學(xué)反應(yīng)的影響可以忽略不計(jì)，由于熱電偶所測量的溫升十分精確敏感，因此探棒前端的熱電偶探頭使用圓角彎頭設(shè)計(jì)，避免水循環(huán)對感測點(diǎn)溫度的干擾；
探棒驅(qū)動盒2，內(nèi)部包括一個微型電泵，用于循環(huán)從探棒I前端采集樣液，并送入光譜掃描倉，一個光譜掃描倉，用于掃描樣液的紫外光譜，并將掃描得到的信號送入A/D轉(zhuǎn)換電路，一套信號調(diào)理電路，用于將熱電偶反饋的模擬信號進(jìn)行處理，并送人A/D轉(zhuǎn)換電路，一個A/D轉(zhuǎn)換電路，用于處理光譜信號和熱量測量信號，并通過與驅(qū)動盒連接的電纜送入到數(shù)據(jù)處理顯不機(jī)。光譜掃描倉內(nèi)部使用基于微型氣燈光源的紫外光分光光度掃描技術(shù)。
[0015]數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)3，用于接收探棒驅(qū)動盒2送入的溫度數(shù)據(jù)和紫外光度數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行記錄并進(jìn)行計(jì)算，得到聲化學(xué)效率，數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)3還可以與計(jì)算機(jī)相連，將記錄的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析。探棒驅(qū)動盒與數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)之間使用RS-485通信協(xié)議。數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)與計(jì)算機(jī)之間使用USB通信方式。
[0016]上述聲化學(xué)效率測定裝置的使用方法如下:
首先開啟數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)3，等待系統(tǒng)進(jìn)行自檢和初始化。初始化完成后，設(shè)置KI溶液濃度的參數(shù)，測量所用KI溶液濃度必須為0.lmol/L至lmol/L之間，設(shè)置時可以直接輸入mg/L為單位的濃度數(shù)值，然后設(shè)置測量模式，可以選擇儀表模式，聲化學(xué)效率數(shù)值將會每秒鐘刷新一次，也可以選擇觀測模式，系統(tǒng)將會持續(xù)記錄一段時間的溫度、聲化學(xué)產(chǎn)率，聲化學(xué)效率等數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理，以便實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行分析使用；
接下來手持或使用支架固定好探棒驅(qū)動倉2，將探棒I的前端放置在想要探測聲化學(xué)效率的位置，由于在聲化學(xué)反應(yīng)器中，各個位置的聲化學(xué)效率是不同的，因此所測量的數(shù)據(jù)反映的只是探棒前端的液體部位聲化學(xué)效率，如果要探測其他部位，必須移動探棒到相應(yīng)的位置，在處理顯示機(jī)3的控制面板上按下開始按鈕，系統(tǒng)開始工作，約10秒的預(yù)熱后顯示屏即會開始出現(xiàn)數(shù)據(jù)。
[0017]在工作過程中，聲波在KI溶液中輻照時會導(dǎo)致溫度的升高，處理器首先測得熱電
偶反饋的溫度升高值，進(jìn)而通過公式
【權(quán)利要求】
1.一種聲化學(xué)效率測定裝置，其特征在于:它包括測量用探棒(I)、探棒驅(qū)動盒(2)、數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)(3);其中: 測量用探棒(1)，為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有一根測量溫度用的熱電偶和進(jìn)出樣液的兩個管道，探棒的最前端有樣液進(jìn)出口以及熱電偶測溫端； 探棒驅(qū)動盒(2)，內(nèi)部包括一個微型電泵，用于循環(huán)從探棒(I)前端采集樣液，并送入光譜掃描倉，一個光譜掃描倉，用于掃描樣液的紫外光譜，并將掃描得到的信號送入A/D轉(zhuǎn)換電路，一套信號調(diào)理電路，用于將熱電偶反饋的模擬信號進(jìn)行處理，并送人A/D轉(zhuǎn)換電路，一個A/D轉(zhuǎn)換電路，用于處理光譜信號和熱量測量信號，并通過與驅(qū)動盒連接的電纜送入到數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)； 數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)(3)，用于接收探棒驅(qū)動盒(2)送入的溫度數(shù)據(jù)和紫外光度數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行記錄并進(jìn)行計(jì)算，得到聲化學(xué)效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聲化學(xué)效率測定裝置，其特征在于:數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)(3)與一計(jì)算機(jī)相連，并將記錄的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聲化學(xué)效率測定裝置，其特征在于:所述光譜掃描倉內(nèi)部使用基于微型氘燈光源的紫外光分光光度掃描技術(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聲化學(xué)效率測定裝置，其特征在于:探棒驅(qū)動盒與數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)之間使用RS-485通信協(xié)議。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聲化學(xué)效率測定裝置，其特征在于:數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)與計(jì)算機(jī)之間使用USB通信方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聲化學(xué)效率測定裝置，其特征在于:所述的樣液是0.rimol/L的KI水溶液。
7.—種如權(quán)利要求1所述的聲化學(xué)效率測定裝置的使用方法，其特征在于使用步驟如下:首先開啟數(shù)據(jù)處理顯示機(jī)3，等待系統(tǒng)進(jìn)行自檢和初始化，初始化完成后，設(shè)置KI溶液濃度的參數(shù)，測量所用KI溶液濃度必須為0.lmol/L至lmol/L之間，設(shè)置時可以直接輸入mg/L為單位的濃度數(shù)值，然后設(shè)置測量模式，選擇儀表模式，聲化學(xué)效率數(shù)值將會每秒鐘刷新一次，或者選擇觀測模式，系統(tǒng)將會持續(xù)記錄一段時間的溫度、聲化學(xué)產(chǎn)率，聲化學(xué)效率等數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理，以便實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行分析使用；接下來手持或使用支架固定好探棒驅(qū)動倉2，將探棒I的前端放置在想要探測聲化學(xué)效率的位置，由于在聲化學(xué)反應(yīng)器中，各個位置的聲化學(xué)效率是不同的，因此所測量的數(shù)據(jù)反映的只是探棒前端的液體部位聲化學(xué)效率，如果要探測其他部位，必須移動探棒到相應(yīng)的位置；在處理顯示機(jī)3的控制面板上按下開始按鈕，系統(tǒng)開始工作，約10秒的預(yù)熱后顯示屏即會開始出現(xiàn)數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01H17/00GK103822700SQ201410082876
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】王斌, 姚澄, 吳強(qiáng), 單鳴雷, 陳秉巖, 陳華, 朱昌平, 韓慶邦, 何貞兵 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)