專利名稱:一種新型的化學(xué)反應(yīng)速率檢測儀的制作方法
本實用新型與化學(xué)反應(yīng)過程相對速度的檢測有關(guān)。
一般化學(xué)反應(yīng)相對速度與溫度的關(guān)系，通常用Arrhenius方程表示如下r=eER(1To-1T)]]>式中r－化學(xué)反應(yīng)相對速度E－反應(yīng)物的活化能R－氣體常數(shù)T0－基準反應(yīng)溫度T－實際反應(yīng)溫度上述方程所描述的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象如下，當化學(xué)反應(yīng)溫度處于基準溫度時，即T＝T0，化學(xué)反應(yīng)相對速度r＝1。當反應(yīng)溫度偏離基準溫度即T≠T0時，化學(xué)反應(yīng)相對速度就發(fā)生變化。其變化大小，與化學(xué)反應(yīng)物的活化能E值有關(guān)，也與T偏離T0的多少有關(guān)。檢測一般化學(xué)反應(yīng)相對速度所用的電子儀器，包括一個熱敏元件和一個Arrhenius方程模擬電路構(gòu)成。英國專利1381337號內(nèi)容為放置熱敏元件與材料相接觸，并保持熱敏元件兩端電壓不變，以便使所通過元件的電流與化學(xué)反應(yīng)過程的反應(yīng)速率成比例。由一個對數(shù)電路，反對數(shù)電路和線性放大電路組合A－rrhenius方程的模擬電路。該專利的具體實施是將一個半導(dǎo)體熱敏電阻探針插入被測輪胎內(nèi)部(或其它設(shè)備中)。由于輪胎內(nèi)部溫度的變化，使流過熱敏電阻探針的電流將按指數(shù)規(guī)律變化。此電流信號，經(jīng)過緩沖放大器轉(zhuǎn)換成電壓信號，送到對數(shù)電路把電壓與溫度的指數(shù)關(guān)系變?yōu)榫€性關(guān)系。再通過由線性放大器組成的E值設(shè)定電路改變其斜率，經(jīng)反對數(shù)電路放大，轉(zhuǎn)換成Arrhenius方程形式，完成Arrhe－nius方程的模擬。
可見它存在不足之處，它用專門的半導(dǎo)體熱敏電阻作檢測元件，通過對數(shù)、線性放大、反對數(shù)電路轉(zhuǎn)換模擬Arrhenius方程。使結(jié)果引入的誤差較大，電路復(fù)雜。儀器校準時，由于測溫元件用半導(dǎo)體熱敏電阻，須備有一臺校準儀。這種校準儀由一個可控溫的熱載體和一個指示器組成。當基準溫度改變或更換探針時，測溫元件探針插入其熱載體中檢測化學(xué)反應(yīng)相對速度并進行調(diào)節(jié)，使r＝1。這樣儀器操作復(fù)雜。而且半導(dǎo)體熱敏電阻的測溫元件，其半導(dǎo)體材料常數(shù)隨溫度變化而變化，致使使用溫度的動態(tài)范圍較窄，對于溫度波動范圍較大的反應(yīng)會造成較大的誤差。測溫最高極限往往不超過300℃。測溫頭體積不能做得更小。長期工作穩(wěn)定性差，測溫元件互換性不好。
本實用新型的目的是提供一種更為適用的Arrhe－nius方程模擬電路。以及適用于這種電路的溫度檢測器。
本實用新型的特征是，采用輸入輸出關(guān)系成比例的溫度檢測器，用一個曲線擬合電路、指數(shù)放大電路和線性放大電路的組合來模擬Arrhenius方程。用一個電阻分壓器調(diào)節(jié)活化能E值，用另一個電阻分壓器調(diào)節(jié)化學(xué)反應(yīng)相對速度，使r＝1。
本實用新型除了線路簡單，系統(tǒng)誤差小外，溫度檢測器用熱電偶或金屬熱敏電阻。測溫范圍大(室溫－600℃)測溫探頭可以做得更小。而且儀器校準方便。在橡膠輪胎硫化機上試用，控制等效硫化的效果令人滿意。而且本實用新型還能用于其它化學(xué)反應(yīng)相對速率的檢測，如醋酸酐的分解反應(yīng)，酚醛樹脂的聚合控制等。
附圖是本實用新型的模擬電路原理圖。
參見附圖，該電路包括有輸入與輸出關(guān)系成比例的溫度檢測器16，輸出一個與反應(yīng)溫度成比例的電壓信號，該溫度檢測器可以是熱電偶、金屬熱敏電阻和非接觸式測溫器。3是非線性網(wǎng)絡(luò)，它和電阻2，運算放大器4，構(gòu)成曲線擬合電路。對一定類型的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)最低溫度Tmin和最高溫度Tmax通常是在一定的范圍內(nèi)，只要選擇一個適合的Tmin及Tmax值，就可以滿足化學(xué)反應(yīng)過程的溫度變化需要。通過調(diào)節(jié)非線性網(wǎng)絡(luò)3的特性，可以使曲線擬合電路輸出電壓的大小與(1／Tmin－1／Tmax)值對應(yīng)成比例。可調(diào)電阻5和電阻6組成分壓器，不同的電阻值對應(yīng)化學(xué)反應(yīng)物不同的活化能。三極管7、電阻8和運算放大器9組成指數(shù)放大電路。電阻12、13和運算放大器14組成線性放大電路?？烧{(diào)電阻10和電阻11組成另一分壓器。調(diào)節(jié)該分壓器電阻值，可使線性放大電路輸出一個與反應(yīng)相對速度r＝1對應(yīng)的電壓值。點15是電路輸出端。穩(wěn)壓源和可變電阻1通過一個開關(guān)K與主電路連結(jié)在一起，構(gòu)成一個校準電路。
該電路的校準和工作是這樣的，檢測儀開始檢測前先調(diào)節(jié)5，使其阻值與活化能E值對應(yīng)。把開關(guān)K置A位，調(diào)節(jié)可變電阻1，使其輸出電壓值大小等于溫度在T0時溫度檢測器的輸出電壓值。調(diào)節(jié)可變電阻9，使點15的電壓值為1伏。此表示化學(xué)反應(yīng)相對速度r＝1，然后把開關(guān)K置B位，電路開始工作。溫度檢測器輸出與反應(yīng)溫度成比例的電壓信號，經(jīng)曲線擬合電路放大，5、6組成的分壓器分壓后，送指數(shù)放大電路放大，最后經(jīng)10、11組成的分壓器分壓后，由線性放大電路放大。從點15輸出的是與化學(xué)反應(yīng)相對速度成比例的電壓信號。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)反應(yīng)相對速率檢測儀，由一個用以計算化學(xué)反應(yīng)相對速度的Arrhenius方程模擬電路和溫度檢測器構(gòu)成，其特征在于Arrhenius方程模擬電路是由曲線擬合電路、指數(shù)放大電路和線性放大電路組合而成，輸入與輸出關(guān)系成比例的溫度檢測器是熱電偶、金屬熱敏電阻、非接觸式測溫器。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的檢測儀，其特征在于曲線擬合電路由運算放大器和該放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其擬合的曲線是X＝1／Tmin－1／Tmax。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的檢測儀，其特征在于指數(shù)放大電路輸入端有一個可變電阻〔5〕、電阻〔6〕構(gòu)成的分壓器，調(diào)節(jié)不同的電阻值，對應(yīng)化學(xué)反應(yīng)物不同的活化能。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的檢測儀，其特征在于線性放大電路的輸入端有一個可變電阻〔10〕、電阻〔11〕構(gòu)成的分壓器，調(diào)節(jié)電阻值可得到一個與r＝1對應(yīng)的電壓值。
專利摘要
一種檢測化學(xué)反應(yīng)相對速度的檢測儀。用一個曲線擬合電路，指數(shù)放大電路和線性放大電路，組合Arrhenius方程模擬電路。以熱電偶或金屬熱敏電阻作溫度檢測器。檢測儀工作時，溫度檢測器輸出一個與反應(yīng)溫度成比例的電壓信號，經(jīng)模擬電路處理，送出的是與反應(yīng)相對速度成比例的電壓信號。這種檢測儀線路簡單，誤差小，校準方便。適用于控制橡膠輪胎硫化及其它化學(xué)反應(yīng)相對速度的檢測。
文檔編號G01N25/20GK85203034SQ85203034
公開日1986年7月2日 申請日期1985年6月12日
發(fā)明者潘森, 唐志宏, 黃安彬, 羅良 申請人:廣東省科學(xué)院實驗工廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan