大氣光化學反應艙制造技術

本實用新型專利技術屬于大氣環境試驗設備領域，涉及一種模擬大氣環境的光化學反應艙，包括支架和設置在支架上的圓柱形艙體，所述艙體包括呈圓柱狀的中空透明柱管和位于該透明柱管兩側的上下兩個帶側環面的圓盤狀堵頭，所述兩個圓盤狀堵頭分別與透明柱管的配合處設有密封圈，在上側圓盤狀堵頭正中央位置設有光譜檢測孔，上圓盤狀堵頭上還設有氣態樣品注入孔、液態樣品注入孔，在下圓盤狀堵頭上對稱布置有多個相鄰反光面大致呈直角的反光鏡，在下圓盤狀堵頭側面設有實驗廢氣抽氣孔和電纜孔。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于大氣環境試驗設備領域，涉及一種大氣光化學反應艙，特別涉及一種可以調節光化學反應的溫度、濕度以及光照條件的大氣光化學反應艙。
技術介紹
近年來，隨著工業化進程的推進，大氣中產生越來越多的光化學煙霧。光化學煙霧是由汽車尾氣、工廠排污等污染源排入大氣的碳氫化合物和氮氧化物等一次污染物，在陽光的作用下發生化學反應，生成臭氧、醛、酮、酸、過氧乙酰硝酸酯等二次污染物，以及參與光化學反應過程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧。為了研究光化學反應機理，國內外科研機構普遍開展了利用光化學反應艙模擬大·氣光化學反應環境的實驗模擬研究。利用光化學反應艙進行大氣環境化學模擬研究不但能夠排除復雜的氣象、地形、污染源等因素的影響，從而在可以控制且能重復的條件下單純地模擬大氣中的化學過程，提煉出大氣化學反應的本質，獲得反應的機制機理，而且還可以開發并驗證大氣化學模式，將模擬大氣環境的光化學反應艙與化學反應模式研究相結合，通過與現場實測的對照，可深入了解光化學煙霧形成的機制和污染的規律，其研究成果將為大氣污染防治對策的制定提供科學依據。目前已知的國內外的光化學反應艙分為室內和室外兩種。室外光化學反應艙的優點是可以直接利用陽光，缺點是光強隨著自然條件的變化而變化，且周圍環境也在不斷變化。溫度、濕度、光照條件等的不斷變化和難以控制使得室外光化學反應艙的實驗可重復性變差。而室內光化學反應艙可以對溫度、濕度、光照條件等因素提供精確的控制，實驗的重復性較好。但由于人造光源的發射光譜不能在全波段上都與太陽光相同，使得測得的某些光化學反應速率與在陽光下得到的反應速率存在偏差。利用光化學反應艙或者煙霧箱模擬大氣環境進行研究的方法始于20世紀50年代，在一些發達國家和地區被廣泛用于大氣環境化學的研究中，但主要是根據各自的要求和條件自行設計制造，如北京大學在國內最先用聚四氟乙烯薄膜建造了一個煙霧箱系統，但該煙霧箱無法對光化學反應的溫度、濕度以及光照條件進行調節。環境科學研究院曾經從日本國立公害所引進過一臺固定式可抽真空、可升溫式不銹鋼內涂聚四氟乙烯的煙霧箱，但是該煙霧箱的缺點是整個結構為不銹鋼材料制成，不利于模擬太陽光的光源照射，而且煙霧箱的結構過于復雜，不利于實驗操作。
技術實現思路
鑒于上述存在的各種技術問題，本技術目的在于提供一種模擬大氣環境的光化學反應艙，其可以調節光化學反應的溫度、濕度以及光照條件，具體由以下技術方案實現一種模擬大氣環境的光化學反應艙，包括支架和設置在支架上的圓柱形艙體，所述艙體包括呈圓柱狀的中空透明柱管和位于該透明柱管兩側的上下兩個帶側環面的圓盤狀堵頭，所述兩個圓盤狀堵頭分別與透明柱管的配合處設有密封圈，在上側圓盤狀堵頭正中央位置設有光譜檢測孔，上圓盤狀堵頭上還設有氣態樣品注入孔、液態樣品注入孔，在下圓盤狀堵頭上對稱布置有多個相鄰反光面大致呈直角的反光鏡，在下圓盤狀堵頭側面設有實驗廢氣抽氣孔和電纜孔。進一步地，所述的光化學反應艙其特征在于，所述透明柱管直徑大于上下圓盤狀堵頭之間的距離。進一步地，所述的光化學反應艙其特征在于，所述透明柱管采用大口徑石英玻璃管，所述圓盤狀堵頭采用特氟龍材料制成。進一步地，所述的光化學反應艙其特征在于，所述圓盤狀堵頭的氣態樣品注入孔、液態樣品注入孔和實驗廢氣抽氣孔分別設有一封止件，該封止件用于密封上述注入孔和抽氣孔。進一步地，所述的光化學反應艙其特征在于，所述液態樣品注入孔設有的封止件具有硅膠墊，用于注射設備通過該硅膠墊注射液體。進一步地，所述的光化學反應艙其特征在于，所述光譜檢測孔連接光纖，并通過密封件密封該光譜檢測孔。進一步地，所述的光化學反應艙其特征在于，所述圓盤狀堵頭和透明柱管連接環面設有倒角，通過設置于倒角內的密封圈實現它們之間的密封。進一步地，所述的光化學反應艙其特征在于，所述支架上還設有四根均勻分布于所述透明柱管周圍的黑光燈。進一步地，所述的光化學反應艙其特征在于，所述反光鏡通過自身配置的驅動裝置進行轉動，以調節各反射面的角度和方向。進一步地，所述的光化學反應艙其特征在于，各反光鏡的表面根據所要模擬的地面環境涂覆不同顏色。根據本技術，所述的光化學反應艙設計簡單，成本低廉，有助于基于光化學反應艙研究的大氣環境化學的推廣，另外本煙霧箱還可抽真空，使得在用該光化學反應艙模擬大氣環境開展大氣環境化學反應研究時，可以根據實驗需要，按照氮氣與氧氣的比例來配置空氣，從而盡可能簡化實驗模型，也可以采用凈化空氣的方法給反應艙充入凈化空氣，并且實驗結束后艙內不會殘留雜質氣體。根據本技術，還可以對光化學反應的溫度、濕度以及光照條件進行調節。通過電纜孔向反應艙內部導入用于向艙內所安裝的風扇、熱交換器提供電力的電纜，從而為所述風扇、熱交換器提供電力，以調節反應艙內的濕度、溫度條件。通過對反光鏡的調節，可以實現對光照條件進行調節。根據本技術，通過在光化學反應艙堵頭上的光譜檢測孔，可以直接將一些高靈敏光譜技術，尤其是基于多通道吸收的光譜技術直接用于光化學反應艙內模擬大氣環境的光化學過程的在線無損檢測。根據本技術，在光化學反應艙抽真空的情況下，可以采用微量進樣器直接將液體樣品送進反應艙，使反應艙中的液體進樣變得簡單可行。附圖說明圖I為本技術光化學反應艙的立體結構示意圖。圖中，I-上圓盤狀堵頭；2_玻璃柱管；3_下圓盤狀堵頭；4_黑光燈管；5_反應艙支架；6_反應艙支架底座；7_光譜技術檢測孔；8_氣態樣品注入孔；9_液體樣品注入孔；10-實驗廢氣抽氣孔；11_電纜孔；12_反光鏡具體實施方式以下結合附圖對本技術所述光化學反應艙做進一步說明，該說明只是例示性的，本技術并不僅僅限定于該具體實施方式。參見圖1，本技術所述光化學反應艙由特氟龍材料制成的上圓盤狀堵頭I、下圓盤狀堵頭3和由大口徑石英制作的玻璃柱管2組成的一個可抽真空的圓柱形艙體，艙體的四周均布四只模擬太陽光照的黑光燈管4 ;整個艙體固定在由支架5和支架底座6組成的光化學反應艙架上。其中，在上圓盤狀堵頭I和下圓盤狀堵頭3與大口徑石英玻璃柱管2之間，通過在所述圓盤狀堵頭和透明柱管連接環面設有倒角，并在倒角內設置密封圈，從而實現它們之間的密封。所述透明柱管2的直徑最好大于上、下圓盤狀堵頭1、3之間的距離。上圓盤狀堵頭I上設有光譜檢測孔7、氣態樣品注入孔8、液態樣品注入孔9，當實驗樣品為氣體時，其從氣態樣品注入孔8注入艙體中，當實驗樣品為液態樣品時，其從液態樣品注入孔9注入艙體中，所述上圓盤狀堵頭I的氣態樣品注入孔8、液態樣品注入孔9和下圓盤狀堵頭3的實驗廢氣抽氣孔10分別設有一封止件，該封止件用于密封上述注入孔和抽氣孔。所述液態樣品注入孔9設有的封止件還具有硅膠墊(未圖示)，用于注射設備通過該硅膠墊注射液體，即，當反應艙需要注入液體樣品時，可以通過微量進樣器直接刺透該硅膠墊向反應艙內直接進樣，當反應艙無需使用液體注入孔時該硅膠墊可以有效將其密封。另外，所述光譜檢測孔7連接光纖，并通過密封件(未圖示)密封該光譜檢測孔。在下圓盤狀堵頭3上，對稱布置多個反光鏡12，相鄰反光鏡之間大致呈直角。每塊反光鏡都帶有一個驅動裝置(未圖示)，可以使其轉動，以調節入射到該反射鏡的反光面上的光線的角度和方向。也可以對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種模擬大氣環境的光化學反應艙，其特征在于，包括支架和設置在支架上的圓柱形艙體，所述艙體包括呈圓柱狀的中空透明柱管和位于該透明柱管兩側的上下兩個帶側環面的圓盤狀堵頭，所述兩個圓盤狀堵頭分別與透明柱管的配合處設有密封圈，在上側圓盤狀堵頭正中央位置設有光譜檢測孔，上圓盤狀堵頭上還設有氣態樣品注入孔、液態樣品注入孔，在下圓盤狀堵頭上對稱布置有多個相鄰反光面大致呈直角的反光鏡，在下圓盤狀堵頭側面設有實驗廢氣抽氣孔和電纜孔。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：師華定，
申請(專利權)人：中國環境科學研究院，
類型：實用新型
國別省市：