本發明專利技術屬于化學實驗領域，具體涉及一種氣壓發生器。壓力呈周期性變化的水蒸氣發生器，其技術方案是，水浴連接進氣管路的一端，進氣管路的另一端穿過紅外樣品倉與樣品池連通，出氣管路的一端與樣品池連通，另一端穿過紅外樣品倉連接真空泵；氣壓計安裝在進氣管路上，濕度計安裝在出氣管路上，在氣壓計與水浴之間的進氣管路設有進氣截止閥，在濕度計與真空泵之間的出氣管路上設有出氣截止閥；壓力控制中心分別與進氣截止閥、氣壓計、濕度計、出氣截止閥連接。利用本發明專利技術使水蒸氣壓力呈周期性變化，滿足步進掃描的條件；通過控制水蒸氣的壓力可以定量地控制發生反應的水分子數，與定量的氣溶膠顆粒發生反應，提供一種嚴格重復性的化學反應環境。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于化學實驗領域，具體涉及一種水蒸氣發生器。
技術介紹
氣溶膠影響大氣環境的重要因素主要包括化學組分、相態以及由于吸濕性變化而導致的氣溶膠尺寸的大??；研究表明環境濕度較高的條件下，氣溶膠顆粒的尺寸增加，由此將導致其光散射作用發生變化；紅外光譜技術可以探測化合物分子的聚集模式、分子取向以及分子間相互作用等結構信息，是研究界面化學的一種很重要的手段。根據測不準原理，連續掃描得到的光譜很難同時滿足高的時間分辨和光譜分辨。步進掃描真空紅外光譜技術彌補了這方面的不足，光譜分辨率可以達到lcm-1，同時時間分辨率可以達到納秒級。但步進掃描只適用于完全重復的反應過程，因此創建一個完全重復的化學環境對同時實現高光譜分辨和時間分辨是必不可少的。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種水蒸氣發生裝置，通過控制氣體的流量大小和某氣壓的停留時間，構建一種氣溶膠表界面刻蝕過程重復進行的化學環境，通過步進掃描真空紅外測試獲得表界面結構信息，深入研究氣溶膠的物理化學過程。本專利技術的技術方案是一種壓力呈周期性變化的水蒸氣發生器，它包括水浴、進氣截止閥、濕度計、壓力控制中心、氣壓計、出氣截止閥、真空泵、微調閥A和微調閥B;其外圍設備是紅外樣品倉和光譜分析儀；紅外樣品倉包括密封箱體與安裝在密封箱體內的樣品池；密封箱體的左右兩側對稱的設有紅外光可穿透的窗片；樣品池為柱狀結構，其兩端由光學基片密封，光學基片上沉淀有氣溶膠樣品；樣品池兩端的光學基片與密封箱體左右兩側的窗片同軸；光譜分析儀與紅外樣品倉連接；水浴連接進氣管路的一端，進氣管路的另一端穿過紅外樣品倉與樣品池連通，出氣管路的一端與樣品池連通，另一端穿過紅外樣品倉連接真空泵；氣壓計安裝在進氣管路上，濕度計安裝在出氣管路上，在氣壓計與水浴之間的進氣管路設有進氣截止閥，在濕度計與真空泵之間的出氣管路上設有出氣截止閥；在水浴與進氣截止閥之間的連接管路上增設一個微調閥A ;在真空泵與出氣截止閥之間的連接管路上增設一個微調閥B ；壓力控制中心分別與進氣截止閥、濕度計、氣壓計、出氣截止閥、微調閥A和微調閥B連接；壓力呈周期性變化的水蒸氣發生器的操作方法為A.開啟水浴與真空泵，壓力控制中心開啟進氣截止閥和出氣截止閥，保證進氣管路與出氣管路中完全是純水蒸汽；B.壓力控制中心控制微調閥A和微調閥B的開度，從而控制水蒸氣進氣和出氣的速率，得到設定的氣體壓力Pl后，壓力控制中心關閉進氣截止閥和出氣截止閥，使得樣品池內水蒸氣的壓力達到平衡；壓力控制中心設定開啟進氣截止閥7的時間；C.到達進氣截止閥打開的時間后，進氣截止閥自動打開，出氣截止閥保持關閉，壓力控制中心對出氣截止閥關閉的時間做出設定；出氣截止閥關閉期間樣品池內水蒸氣的壓力上升，當上升到設定壓力P2時，壓力控制中心關閉進氣截止閥，使得樣品池內水蒸氣的壓力在P2狀態保持恒定；D.到達出氣截止閥關閉的時間后，出氣截止閥自動打開，同時壓力控制中心打開進氣截止閥，減小微調閥A的氣體流量，使得樣品池內水蒸氣的壓力下降；當樣品池內水蒸氣的壓力達到要求的P3時，壓力控制中心同時關閉進氣截止閥和出氣截止閥，樣品池內水蒸氣的壓力在P3保持恒定，壓力控制中心設定樣品池內水蒸氣的壓力在P3條件下保持的時間；E.到了設置的時間，壓力控制中心關閉出氣截止閥，使得樣品池內水蒸氣的壓力上升達到P4 ;當上升到設定壓力P4時，壓力控制中心關閉進氣截止閥，使得樣品池內水蒸氣的壓力在P4狀態保持恒定；F.壓力控制中心開啟進氣截止閥和出氣截止閥，并重復步驟B-E實現水蒸氣壓力呈周期性變化；整個水蒸氣壓力呈周期性變化中的壓力變化和樣品池中的濕度變化由氣壓計和濕度計監測。本專利技術的有益效果是(1)利用本專利技術使水蒸氣壓力以一定方式進行變化，這樣得到的壓力具有良好的周期性和重復性，滿足步進掃描的條件；通過控制水蒸氣的壓力可以定量地控制發生反應的水分子數，與定量的氣溶膠顆粒發生反應，提供一種嚴格重復性的化學反應環境，為獲取氣溶膠表界面刻蝕過程中間物的結構，聚集狀態以及分子間作用等信息提供有效的裝置；(2)本專利技術實現了智能化，通過壓力控制中心實現對截止閥的控制，并通過與壓力控制中心連接的氣壓計與濕度計可以很直觀得觀察到水蒸氣壓力和濕度變化，便于根據要求隨時進行條件控制。(3)本專利技術易于清洗、拆卸，便于裝置的維護。附圖說明圖1為實施例中本專利技術組成示意圖；圖2為實施例中本專利技術中紅外樣品倉內結構示意圖；圖3為實施例中利用本專利技術得到的四種不同的水蒸氣壓力變化曲線；其中，1-進氣管路、2-出氣管路、3-樣品池、4-光學基片、5-窗片、6-水浴、7_進氣截止閥、8-壓力控制中心、9-出氣截止閥、10-真空泵、11-濕度計、12-氣壓計、13-微調閥A、14-微調閥B。具體實施例方式參見附圖1，一種壓力呈周期性變化的水蒸氣發生器，它包括水浴6、進氣截止閥7、濕度計11、壓力控制中心8、氣壓計12、出氣截止閥9、真空泵10、微調閥A13和微調閥B14 ;其外圍設備是紅外樣品倉和光譜分析儀；參見附圖2，紅外樣品倉包括密封箱體與安裝在密封箱體內的樣品池3 ;密封箱體的左右兩側對稱的設有紅外光可穿透的窗片5 ;樣品池3為柱狀結構，其兩端由光學基片4密封，光學基片4上沉淀有氣溶膠樣品；樣品池3兩端的光學基片4與密封箱體左右兩側的窗片5同軸；光譜分析儀與紅外樣品倉連接；水浴6連接進氣管路I的一端，進氣管路I的另一端穿過紅外樣品倉與樣品池3連通，出氣管路2的一端與樣品池3連通，另一端穿過紅外樣品倉連接真空泵10 ;氣壓計12安裝在進氣管路I上，濕度計11安裝在出氣管路2上，在氣壓計12與水浴6之間的進氣管路I設有進氣截止閥7，在濕度計11與真空泵10之間的出氣管路2上設有出氣截止閥9 ；在水浴6與進氣截止閥7之間的連接管路上增設一個微調閥A13 ;在真空泵10與出氣截止閥9之間的連接管路上增設一個微調閥B14 ；壓力控制中心8分別與進氣截止閥7、濕度計11、氣壓計12、出氣截止閥9、微調閥A13和微調閥B14連接；壓力呈周期性變化的水蒸氣發生器的操作方法為:A.開啟水浴6與真空泵10，壓力控制中心8開啟進氣截止閥7和出氣截止閥9，保證進氣管路I與出氣管路中2完全是純水蒸汽；判定進氣管路I與出氣管路中2中是否為純水蒸汽的方法之一為:進行光譜測試，看光譜圖中是否出現CO2的信號；如存在CO2的信號，則說明為不純水蒸汽，若未出現CO2的信號，則說明為純水蒸汽；判定進氣管路I與出氣管路中2中是否為純水蒸汽的方法之二為:根據公式RH=PziPc^P氣壓計12的讀數計算出相對濕度，計算值與濕度計11顯示的數值進行比較，式中RH表示濕度，P為氣壓計12的讀數，P0為飽和壓力值，若計算值與濕度計11顯示的數值相等，則證明為純水蒸汽，若計算值與濕度計11顯示的數值不相等，則為不純水蒸汽；B.壓力控制中心8控制微調閥A13和微調閥B14的開度，從而控制水蒸氣進氣和出氣的速率，得到設定的氣體壓力Pl后，壓力控制中心8關閉進氣截止閥7和出氣截止閥9，使得樣品池3內水蒸氣的壓力達到平衡；壓力控制中心8設定開啟進氣截止閥7的時間C.到達進氣截止閥7打開的時間后，進氣截止閥7自動打開，出氣截止閥9保持關閉，壓力控制中心8對出氣截止閥9關閉的時間做出本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種壓力呈周期性變化的水蒸氣發生器，其特征在于，它包括：水?。?）、進氣截止閥（7）、濕度計(11)、壓力控制中心（8）、氣壓計（12）、出氣截止閥（9）、真空泵（10）、微調閥A（13）和微調閥B（14）；其外圍設備是紅外樣品倉和光譜分析儀；所述紅外樣品倉包括：密封箱體與安裝在密封箱體內的樣品池（3）；所述密封箱體的左右兩側對稱的設有紅外光可穿透的窗片（5）；所述樣品池（3）為柱狀結構，其兩端由光學基片（4）密封，所述光學基片（4）上沉淀有氣溶膠樣品；所述樣品池（3）兩端的所述光學基片（4）與所述密封箱體左右兩側的窗片（5）同軸；所述光譜分析儀與所述紅外樣品倉連接；所述水?。?）連接進氣管路（1）的一端，所述進氣管路（1）的另一端穿過紅外樣品倉與所述樣品池（3）連通，所述出氣管路（2）的一端與所述樣品池（3）連通，另一端穿過所述紅外樣品倉連接所述真空泵（10）；所述氣壓計(12)安裝在所述進氣管路（1）上，所述濕度計（11）安裝在所述出氣管路（2）上，在所述氣壓計(12)與所述水?。?）之間的進氣管路（1）設有所述進氣截止閥（7），在所述濕度計（11）與所述真空泵（10）之間的出氣管路（2）上設有所述出氣截止閥（9）；在所述水?。?）與所述進氣截止閥（7）之間的連接管路上增設一個微調閥A（13）；在所述真空泵（10）與所述出氣截止閥（9）之間的連接管路上增設一個微調閥B（14）；所述壓力控制中心（8）分別與所述進氣截止閥（7）、濕度計(11)、氣壓計（12）、出氣截止閥（9）、微調閥A（13）和微調閥B（14）連接；壓力呈周期性變化的水蒸氣發生器的操作方法為：A．開啟所述水?。?）與所述真空泵（10），所述壓力控制中心（8）開啟進氣截止閥（7）和出氣截止閥（9），保證所述進氣管路（1）與出氣管路中（2）完全是純水蒸汽；B．所述壓力控制中心（8）控制所述微調閥A（13）和微調閥B（14）的開度，從而控制水蒸氣進氣和出氣的速率，得到設定的氣體壓力P1后，所述壓力控制中心（8）關閉進氣截止閥（7）和出氣截止閥（9），使得樣品池（3）內水蒸氣的壓力達到平衡；所述壓力控制中心（8）設定開啟所述進氣截止閥（7）的時間；C．到達所述進氣截止閥（7）打開的時間后，所述進氣截止閥（7）自動打開，所述出氣截止閥（9）保持關閉，所述壓力控制中心（8）對所述出氣截止閥（9）關閉的時間做出設定；所述出氣截止閥（9）關閉期間樣品池（3）內水蒸氣的壓力上升，當上升到設定壓力P2時，所述壓力控制中心（8）關閉進氣截止閥（7），使得樣品池（3）內水蒸氣的壓力在P2狀態保持恒定；D．到達出氣截止閥（9）關閉的時間后，出氣截止閥（9）自動打開，同時所述壓力控制中心（8）打開所述進氣截止閥（7），減小所述微調閥A（13）的氣體流量，使得樣品池（3） 內水蒸氣的壓力下降；當所述樣品池（3）內水蒸氣的壓力達到要求的P3時，所述壓力控制中心（8）同時關閉所述進氣截止閥（7）和出氣截止閥（9），樣品池（3）內水蒸氣的壓力在P3保持恒定，所述壓力控制中心（8）設定樣品池（3）內水蒸氣的壓力在P3條件下保持的時間；E．到了設置的時間，所述壓力控制中心（8）關閉所述出氣截止閥（9），使得樣品池（3）內水蒸氣的壓力上升達到P4；當上升到設定壓力P4時，所述壓力控制中心（8）關閉進氣截止閥（7），使得樣品池（3）內水蒸氣的壓力在P4狀態保持恒定；F．所述壓力控制中心（8）開啟進氣截止閥（7）和出氣截止閥（9），并重復步驟B?E實現水蒸氣壓力呈周期性變化；整個水蒸氣壓力呈周期性變化中的壓力變化和所述樣品池（3）中的濕度變化由所述氣壓計（12）和所述濕度計（11）監測。...
【技術特征摘要】
1.一種壓力呈周期性變化的水蒸氣發生器，其特征在于，它包括:水浴(6)、進氣截止閥(7)、濕度計(11)、壓力控制中心(8)、氣壓計(12)、出氣截止閥(9)、真空泵(10)、微調閥A (13)和微調閥B (14);其外圍設備是紅外樣品倉和光譜分析儀； 所述紅外樣品倉包括:密封箱體與安裝在密封箱體內的樣品池(3);所述密封箱體的左右兩側對稱的設有紅外光可穿透的窗片(5);所述樣品池(3)為柱狀結構，其兩端由光學基片(4)密封，所述光學基片(4)上沉淀有氣溶膠樣品；所述樣品池(3)兩端的所述光學基片(4)與所述密封箱體左右兩側的窗片(5)同軸；所述光譜分析儀與所述紅外樣品倉連接； 所述水浴(6)連接進氣管路(I)的一端，所述進氣管路(I)的另一端穿過紅外樣品倉與所述樣品池(3)連通，所述出氣管路(2)的一端與所述樣品池(3)連通，另一端穿過所述紅外樣品倉連接所述真空泵(10);所述氣壓計(12)安裝在所述進氣管路(I)上，所述濕度計(11)安裝在所述出氣管路(2)上，在所述氣壓計(12)與所述水浴(6)之間的進氣管路(I)設有所述進氣截止閥(7 )，在所述濕度計(11)與所述真空泵(10 )之間的出氣管路(2 )上設有所述出氣截止閥(9);在所述水浴(6)與所述進氣截止閥(7)之間的連接管路上增設一個微調閥A (13);在所述真空泵(10)與所述出氣截止閥(9)之間的連接管路上增設一個微調閥 B (14)； 所述壓力控制中心(8)分別與所述進氣截止閥(7)、濕度計(11)、氣壓計(12)、出氣截止閥(9)、微調閥A (13)和微調閥B (14)連接； 壓力呈周期性變化的水蒸氣發生器的操作方法為: A.開啟所述水浴(6)與所述真空泵(10)，所述壓力控制中心(8)開啟進氣截止閥(7)和出氣截止閥(9)，保證所述進氣管路(I)與出氣管路中(2)完全是純水蒸汽； B.所述壓力控制中心(8)控制所述微調閥A(13)和微調閥B (14)的開度，從而控制水蒸氣進氣和出氣的速率，得到設定的氣體壓力Pl后，所述壓力控制中心(8)關閉進氣截止閥(7)和出氣截止閥(9)，使得樣品池(3)內水蒸氣的壓力達到平衡；所述壓力控制中心(8)設定開啟所述進氣截止閥(7)的時間； C.到達所述進氣截止閥(7)打開的時間后，所述進氣截止閥(7)自動打開，所述出...
【專利技術屬性】
技術研發人員：龐樹峰，郭郁蔥，張云，冷春波，張韞宏，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：
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