專利名稱：一種基于靜態(tài)法的飽和蒸氣壓測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于蒸氣壓測量領(lǐng)域，涉及一種基于靜態(tài)法的飽和蒸氣壓測定儀。
背景技術(shù)：
飽和蒸氣壓的測量方法很多，一般有靜態(tài)法、動態(tài)法以及飽和氣流法等，方法的選擇主要取決于所測定的壓力范圍。靜態(tài)法適用于測量KT1 IO5Pa范圍的蒸氣壓，測量范圍大，且適合低蒸氣壓的檢測，不僅適用于純物質(zhì)，還可以檢測商業(yè)產(chǎn)品，具有廣泛適應(yīng)性。目前國內(nèi)基于靜態(tài)法研制的飽和蒸氣壓測量裝置僅有兩款。這兩款測量裝置的分辨率為10Pa，僅適用于測量常壓范圍內(nèi)液體的飽和蒸氣壓，是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的教學(xué)儀器，分辨率低、靜態(tài)保壓性能差，無法滿足KT1 IO2Pa的低蒸氣壓范圍的測量需求，且不適用于固體飽和蒸氣壓的測量。
發(fā)明內(nèi)容針對上述背景技術(shù)中的靜態(tài)法測量的優(yōu)勢和現(xiàn)有儀器的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于靜態(tài)法的飽和蒸氣壓測定儀，實(shí)現(xiàn)對液體及固體物質(zhì)IOflO2Pa的低蒸氣壓范圍的測量，試驗(yàn)方法符合NYT1860.14-2010及OECD標(biāo)準(zhǔn)。為此，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案是:它包括低真空獲得平臺、蒸氣壓測定平臺和電控箱； 低真空獲得平臺包括支架、旋片泵、電磁閥、變徑真空三通、不銹鋼波紋管、第一真空擋板閥、擴(kuò)散泵、真空變徑接頭、第二真空擋板閥、第三真空擋板閥和真空三通；旋片泵的進(jìn)氣口通過電磁閥與變徑真空三通的KF端接頭連接；變徑真空三通將氣路分為兩路，一路由變徑真空三通的CF端接頭連接至第三真空擋板閥的下端接口，第三真空擋板閥的側(cè)端接口與真空三通的一端連接，這一路是前級泵的工作通路；另一路由變徑真空三通的另一CF端接頭通過不銹鋼波紋管連接至第一真空擋板閥的下端接口，第一真空擋板閥的側(cè)端接口通過不銹鋼波紋管連接至擴(kuò)散泵的側(cè)端接口，擴(kuò)散泵的頂端接口通過真空變徑接頭與第二真空擋板閥的下端接口連接，第二真空擋板閥的側(cè)端接口與真空三通的另一端連接，這一路是主泵的工作通路；兩路氣路在真空三通匯合，真空三通的第三端通過不銹鋼波紋管連接至水浴槽蓋板上方的第四真空擋板閥的側(cè)端接口；蒸氣壓測定平臺包括恒溫水浴箱、電容薄膜規(guī)、第四真空擋板閥、水浴槽蓋板把手、水浴槽蓋板、控制水浴槽蓋板開合的機(jī)構(gòu)和試驗(yàn)容器；恒溫水浴箱設(shè)有上端開口的水浴槽，為測量提供恒溫條件，控溫范圍為0 10(TC，精度不低于0.rc ;電容薄膜規(guī)固定于水浴槽蓋板的上側(cè)，用于測量系統(tǒng)的真空度，測量范圍為0.f 133Pa，測量精度不低于0.1Pa ;第四擋板閥固定于水浴槽蓋板的上側(cè)，用于控制連接試驗(yàn)容器氣路的通斷；試驗(yàn)容器位于水浴槽蓋板的下側(cè)，試驗(yàn)容器有KF端和CF端兩端接口，KF端接口連接電容薄膜規(guī)，CF端接口連接第四擋板閥；本實(shí)用新型的電控箱設(shè)有旋片泵接口，上位機(jī)串口、擴(kuò)散泵接口、擴(kuò)散泵風(fēng)扇接口和電容薄膜規(guī)接口，電控箱內(nèi)部設(shè)置有控制電路；控制電路中的微處理器分別與液晶顯示屏、報(bào)警器、按鍵、擴(kuò)散泵、擴(kuò)散泵風(fēng)扇、兩個固態(tài)繼電器、恒溫水浴箱溫控器、水浴箱循環(huán)控制器、水浴箱冷卻控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、上位機(jī)連接；A/D轉(zhuǎn)換器連接電容薄膜規(guī)，兩個固態(tài)繼電器分別連接真空電磁閥和旋片泵接□。在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案:控制水浴槽蓋板開合的機(jī)構(gòu)為升降滑桿。所述的升降滑桿包括導(dǎo)向滑塊、定位銷、滑桿和底座；導(dǎo)向滑塊側(cè)面設(shè)有定位銷，導(dǎo)向滑塊以滑桿為軸上下運(yùn)動，以帶動水浴槽蓋板的開合；滑桿上端設(shè)有一處凹槽，定位銷可插進(jìn)凹槽而將導(dǎo)向滑塊固定在此高度，使水浴槽蓋板保持開啟狀態(tài)；滑桿底端固定在底座上。本實(shí)用新型與技術(shù)背景相比，具有的有益效果是:1、提高了系統(tǒng)的靜態(tài)保壓性能，泄漏率僅為IPa/h，為實(shí)現(xiàn)KT1Pa的測量下限提供了 iu提條件；2、適用范圍廣泛:實(shí)現(xiàn)對各種不 易揮發(fā)的液體及固體物質(zhì)的測定，適用于純物質(zhì)和商業(yè)產(chǎn)品；3、檢測自動化程度高:實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)氣密性的自動檢測和低真空度的自動獲取，減少了操作人員的工作量；4、該儀器符合《NYT1860.14-2010農(nóng)藥理化性質(zhì)測定試驗(yàn)導(dǎo)則-第14部分:飽和蒸氣壓.靜態(tài)法》和《飽和蒸氣壓-OECD標(biāo)準(zhǔn)》，能為低蒸氣壓范圍物質(zhì)的飽和蒸氣壓提供有效的參考數(shù)據(jù)。

圖1是本實(shí)用新型的整機(jī)除去不銹鋼波紋管后的軸測圖。圖2是本實(shí)用新型的低真空獲得平臺除去不銹鋼波紋管后的正視圖。圖3是本實(shí)用新型的升降滑桿的局部剖面圖。圖4是本實(shí)用新型的電控箱的后視圖。圖5是本實(shí)用新型的控制電路結(jié)構(gòu)框圖。圖中:1.旋片泵，2.真空電磁閥，3.支架，4.第二真空擋板閥b，5.第一真空擋板閥，6.真空三通；7.第三真空擋板閥c，8.升降滑桿，9.電容薄膜規(guī)，10.水浴槽蓋板把手，
11.第四真空擋板閥，12.水浴槽蓋板，13.電控箱，14.控制面板，15.恒溫水浴箱，16.試驗(yàn)容器，17.擴(kuò)散泵風(fēng)扇，18.擴(kuò)散泵，19.變徑真空三通，20.真空變徑接頭，21.導(dǎo)向滑塊，22.定位銷，23.滑桿，24.底座，25.漏電斷路器開關(guān)，26.風(fēng)扇接口，27.電源開關(guān)，28.電源接口，29.旋片泵接口，30.上位機(jī)串口，31.擴(kuò)散泵接口，32.電容薄膜規(guī)接口.具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實(shí)用新型的飽和蒸氣壓測定儀包括低真空獲得平臺、蒸氣壓測定平臺和電控箱13 ;蒸氣壓測定平臺旁邊為低真空獲得平臺，蒸氣壓測定平臺上側(cè)為電控箱13。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的低真空獲得平臺包括支架3、旋片泵1、真空電磁閥2、變徑真空三通19、不銹鋼波紋管、第一真空擋板閥5、擴(kuò)散泵18、真空變徑接頭20、第二真空擋板閥4、第三真空擋板閥7和真空三通6 ;支架3為帶有頂部面板和底部面板的立方體支架；旋片泵I固定在支架3底部面板上，作為前級泵為主泵的工作提供低真空環(huán)境；旋片泵I的進(jìn)氣口通過真空電磁閥2與變徑真空三通19的KF端接頭連接；變徑真空三通19將氣路分為兩路，一路由變徑真空三通19的CF端接頭連接至第三真空擋板閥7的下端接口，第三真空擋板閥7的側(cè)端接口與真空三通6的一端連接，這一路是前級泵的工作通路；另一路由變徑真空三通19的另一 CF端接頭通過不銹鋼波紋管連接至第一真空擋板閥5的下端接口，第一真空擋板閥5的側(cè)端接口通過不銹鋼波紋管連接至擴(kuò)散泵18的側(cè)端接口，擴(kuò)散泵18位于頂部面板下側(cè)，作為主泵完成系統(tǒng)低真空度的抽取，擴(kuò)散泵18的頂端接口通過真空變徑接頭20與第二真空擋板閥4的下端接口連接，第二真空擋板閥4的側(cè)端接口與真空三通6的另一端連接，這一路是主泵的工作通路；兩路氣路在真空三通6匯合，真空三通6的第三端通過不銹鋼波紋管連接至水浴槽蓋板上方的第四真空擋板閥11的側(cè)端接口。所述的第一真空擋板閥5、第二真空擋板閥4和第三真空擋板閥7均由螺釘固定于支架頂部面板的上表面，呈三角形分布；第一真空擋板閥5位于第二真空擋板閥4和第三真空擋板閥7的左側(cè)；三個真空擋板閥均是側(cè)端接口位于頂部面板上側(cè)，下端接口穿過頂部面板位于頂部面板下側(cè)；如圖1和圖3所示，本實(shí)用新型的蒸氣壓測定平臺包括恒溫水浴箱15、升降滑桿
8、電容薄膜規(guī)9、第四真空擋板閥11、水浴槽蓋板把手10、水浴槽蓋板12和試驗(yàn)容器16 ；恒溫水浴箱15設(shè)有上端開口的水浴槽，為測量提供恒溫條件，控溫范圍為(Γ ΟΟ ，精度為
0.rc ;升降滑桿8固定于水浴槽開口靠近真空泵組的一側(cè)，控制水浴槽蓋板12的開合；電容薄膜規(guī)9固定于水浴槽蓋板12的上側(cè)，用于測量系統(tǒng)的真空度，測量范圍為0.Γ133ΡΒ,測量精度為0.1Pa ;電容薄膜規(guī)9右側(cè)是第 四真空擋板閥11，第四真空擋板閥11固定于水浴槽蓋板12的上側(cè)，用于控制連接試驗(yàn)容器16氣路的通斷；水浴槽蓋板把手10固定于水浴槽蓋板12的上表面，位于電容薄膜規(guī)9和第四真空擋板閥11的正前方，用于輔助操作人員進(jìn)行水浴槽蓋板12開合的操作；試驗(yàn)容器16位于水浴槽蓋板12的下側(cè)，試驗(yàn)容器16有KF端和CF端兩端接口，KF端接口連接電容薄膜規(guī)9，CF端接口連接第四真空擋板閥11，試驗(yàn)時，完全浸于水浴槽中；所述的升降滑桿8包括導(dǎo)向滑塊21、定位銷22、滑桿23和底座24 ;導(dǎo)向滑塊21左側(cè)設(shè)有定位銷22，導(dǎo)向滑塊21以滑桿23為軸上下運(yùn)動，以帶動水浴槽蓋板12的開合；滑桿23上端設(shè)有一處凹槽，定位銷22插進(jìn)凹槽可將導(dǎo)向滑塊21固定在此高度，使水浴槽蓋板12保持開啟狀態(tài)，方便試驗(yàn)容器16的安裝和拆卸；拔出定位銷22后導(dǎo)向滑塊21可繼續(xù)滑動；滑桿23底端固定在底座24上。如圖1所示，本實(shí)用新型的電控箱13正面右上方是控制面板14，控制面板14上設(shè)置有液晶顯示屏，液晶顯示屏下方的設(shè)有一個報(bào)警器和三個按鍵，從左到右依次為報(bào)警器，上移鍵，下移鍵和確認(rèn)鍵；試驗(yàn)過程中，通過按鍵控制試驗(yàn)操作，當(dāng)試驗(yàn)完成或儀器發(fā)生故障時，報(bào)警器蜂鳴提示。如圖4所示，本實(shí)用新型的電控箱13背面左側(cè)從上到下依次有漏電斷路器開關(guān)25、擴(kuò)散泵風(fēng)扇接口 26、電源開關(guān)27、電源接口 28和旋片泵接口 29，右側(cè)從上到下依次有上位機(jī)串口 30、擴(kuò)散泵接口 31和電容薄膜規(guī)接口 32，電控箱13內(nèi)部設(shè)置有控制電路。如圖5所示，本實(shí)用新型控制電路中的微處理器分別與液晶顯示屏、報(bào)警器、按鍵、擴(kuò)散泵18、擴(kuò)散泵風(fēng)扇17、兩個固態(tài)繼電器、恒溫水浴箱溫控器、水浴箱循環(huán)控制器、水浴箱冷卻控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、上位機(jī)連接；A/D轉(zhuǎn)換器連接電容薄膜規(guī)9，兩個固態(tài)繼電器分別連接真空電磁閥2和旋片泵I ;控制電路以微處理器為核心，利用電容薄膜規(guī)9采集系統(tǒng)真空度信息，試驗(yàn)過程中旋片泵1、真空電磁閥2、擴(kuò)散泵18、擴(kuò)散泵風(fēng)扇17、水箱循環(huán)、水箱冷卻和恒溫水浴箱溫控器的工作狀態(tài)均由微處理器自動控制，并由按鍵控制，液晶顯示屏顯示試驗(yàn)過程及測量結(jié)果，由報(bào)警器對試驗(yàn)過程中的故障及需要人員參與的操作步驟進(jìn)行聲音提示，通過串口與上位機(jī)的通訊，實(shí)現(xiàn)飽和蒸氣壓-溫度曲線的繪制。該裝置的工作過程為:首先進(jìn)行系統(tǒng)氣密性檢測，然后裝入試樣，接著將系統(tǒng)抽至極限真空狀態(tài)，最后測量試樣在五個待測溫度點(diǎn)處的飽和蒸氣壓。系統(tǒng)氣密性檢測開始前，確認(rèn)旋片泵、擴(kuò)散泵泵油是否需要更換，水浴槽內(nèi)防凍液是否需要更換、容量是否合適，試驗(yàn)容器是否潔凈干燥，管路是否緊密連接，各個閥門是否擰緊且處于關(guān)閉狀態(tài)，若需要由測量結(jié)果擬合飽和蒸氣壓-溫度曲線，還需將儀器與電腦連接，確認(rèn)電腦已安裝繪圖軟件后，打開繪圖軟件，打開串口。確認(rèn)完成后，將水浴槽蓋板合好，使試驗(yàn)容器完全浸入水浴槽中，打開電源，開始進(jìn)行系統(tǒng)氣密性檢測:依次擰開第三真空擋板閥7、第四真空擋板閥11，由旋片泵將系統(tǒng)抽至5Pa，然后依次擰緊第四真空擋板閥11、第三真空擋板閥7，保壓十分鐘，若系統(tǒng)漏率小于IPa/h，即判斷氣密性良好，準(zhǔn)備裝入試樣；若系統(tǒng)漏率大于或等于IPa/h，即判斷氣密性不好，則檢測管路連接，查出泄漏原因并進(jìn)行處理。進(jìn)行裝樣操作時，先由水浴槽蓋板把手將水浴槽蓋板提起，并由定位銷將水浴槽蓋板固定，然后擰開試驗(yàn)容器兩接口的連接件，取出試驗(yàn)容器，裝入5 IOml的試樣后，將試驗(yàn)容器兩接口按原樣固定鎖緊，最后拔出定位銷后使導(dǎo)向滑塊沿滑桿向下滑動至水浴槽蓋板合好。裝樣完成后微處理器自動控制恒溫水浴箱溫度降至0°C后，依次擰開第三真空擋板閥7、第四真空擋板閥 11，由微處理器控制旋片泵工作，真空電磁閥2打開，預(yù)抽真空度為IPa ;系統(tǒng)抽至IPa后，擰開第二真空擋板閥5，同時微處理器控制擴(kuò)散泵預(yù)熱10分鐘；預(yù)熱完成后，擰緊第三真空擋板閥11，擰開第二真空擋板閥4，擴(kuò)散泵開始工作，將系統(tǒng)抽至極限真空度0.1Pa0由于試驗(yàn)容器中的試樣在0°C時會以一定的速率產(chǎn)生一定的蒸氣壓，從而影響抽真空的效果，可能在系統(tǒng)還沒有抽至極限真空度時就觀察到壓力值在某一點(diǎn)穩(wěn)定的現(xiàn)象，此時亦判斷系統(tǒng)已到達(dá)極限真空狀態(tài)。到達(dá)極限真空狀態(tài)后，依次擰緊第三真空擋板閥7、第二真空擋板閥4和第一真空擋板閥5。通過按鍵設(shè)置待測溫度點(diǎn)，由微處理器控制恒溫水浴箱到達(dá)待測溫度后，觀察由電容薄膜規(guī)采集的系統(tǒng)當(dāng)前壓力值，待壓力值趨于不變后，記錄下該數(shù)值，即為當(dāng)前溫度下該物質(zhì)的飽和蒸氣壓值。如此依次完成試樣在5個溫度點(diǎn)的飽和蒸氣壓的測定。試驗(yàn)過程中測得的數(shù)據(jù)將通過串口實(shí)時傳輸至電腦，由繪圖軟件的界面顯示，試驗(yàn)完成后由繪圖軟件擬合該試樣的飽和蒸氣壓-溫度曲線。上述具體實(shí)施方式
用來解釋說明本實(shí)用新型，而不是對本實(shí)用新性進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種基于靜態(tài)法的飽和蒸氣壓測定儀，其特征在于它包括低真空獲得平臺、蒸氣壓測定平臺和電控箱； 低真空獲得平臺包括支架(3)、旋片泵(I)、電磁閥(2)、變徑真空三通(19)、不銹鋼波紋管、第一真空擋板閥(5)、擴(kuò)散泵(18)、真空變徑接頭(20)、第二真空擋板閥(4)、第三真空擋板閥(7)和真空三通(6);旋片泵(I)的進(jìn)氣口通過電磁閥(2)與變徑真空三通(19)的KF端接頭連接；變徑真空三通(19)將氣路分為兩路，一路由變徑真空三通(19)的CF端接頭連接至第三真空擋板閥(7)的下端接口，第三真空擋板閥(7)的側(cè)端接口與真空三通(6)的一端連接，這一路 是前級泵的工作通路；另一路由變徑真空三通(19)的另一 CF端接頭通過不銹鋼波紋管連接至第一真空擋板閥(5)的下端接口，第一真空擋板閥(5)的側(cè)端接口通過不銹鋼波紋管連接至擴(kuò)散泵(18)的側(cè)端接口，擴(kuò)散泵(18)的頂端接口通過真空變徑接頭(20)與第二真空擋板閥(4)的下端接口連接，第二真空擋板閥(4)的側(cè)端接口與真空三通(6)的另一端連接，這一路是主泵的工作通路；兩路氣路在真空三通(6)匯合，真空三通(6)的第三端通過不銹鋼波紋管連接至水浴槽蓋板(12)上方的第四真空擋板閥(11)的側(cè)端接口 ； 蒸氣壓測定平臺包括恒溫水浴箱(15)、電容薄膜規(guī)(9)、第四真空擋板閥(11)、水浴槽蓋板把手(10)、水浴槽蓋板(12)、控制水浴槽蓋板(12)開合的機(jī)構(gòu)和試驗(yàn)容器(16);恒溫水浴箱(15)設(shè)有上端開口的水浴槽，為測量提供恒溫條件，控溫范圍為O 100°C，精度不低于0.rc ;電容薄膜規(guī)(9)固定于水浴槽蓋板(12)的上側(cè)，用于測量系統(tǒng)的真空度，測量范圍為0.1 133Pa，測量精度不低于0.1Pa ;第四真空擋板閥(11)固定于水浴槽蓋板(12)的上側(cè)，用于控制連接試驗(yàn)容器(16)氣路的通斷；試驗(yàn)容器(16)位于水浴槽蓋板(12)的下側(cè)，試驗(yàn)容器(16 )有KF端和CF端兩端接口，KF端接口連接電容薄膜規(guī)(9 )，CF端接口連接第四真空擋板閥(11); 電控箱設(shè)有旋片泵接口(29)，上位機(jī)串口(30)、擴(kuò)散泵接口(31)、擴(kuò)散泵風(fēng)扇接口(26)和電容薄膜規(guī)接口(32)，電控箱(13)內(nèi)部設(shè)置有控制電路； 控制電路中的微處理器分別與液晶顯示屏、報(bào)警器、按鍵、擴(kuò)散泵、擴(kuò)散泵風(fēng)扇、兩個固態(tài)繼電器、恒溫水浴箱溫控器、水浴箱循環(huán)控制器、水浴箱冷卻控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、上位機(jī)連接；A/D轉(zhuǎn)換器連接電容薄膜規(guī)，兩個固態(tài)繼電器分別連接真空電磁閥(2)和旋片泵接口(29)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于靜態(tài)法的飽和蒸氣壓測定儀，其特征在于控制水浴槽蓋板(12)開合的機(jī)構(gòu)為升降滑桿(8)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于靜態(tài)法的飽和蒸氣壓測定儀，其特征在于所述的升降滑桿(8 )包括導(dǎo)向滑塊(21)、定位銷(22 )、滑桿(23 )和底座(24 );導(dǎo)向滑塊(21)側(cè)面設(shè)有定位銷(22)，導(dǎo)向滑塊(21)以滑桿(23)為軸上下運(yùn)動，以帶動水浴槽蓋板(12)的開合；滑桿(23)上端設(shè)有一處凹槽，定位銷(22)可插進(jìn)凹槽而將導(dǎo)向滑塊(21)固定在此高度，使水浴槽蓋板(12)保持開啟狀態(tài)；滑桿(23)底端固定在底座(24)上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種基于靜態(tài)法的飽和蒸氣壓測定儀，它由真空獲得平臺、蒸氣壓測定平臺和電控箱組成，蒸氣壓測定平臺旁邊為低真空獲得平臺，其上側(cè)為電控箱，低真空獲得平臺包括支架、旋片泵、電磁閥、變徑真空三通、不銹鋼波紋管、第一真空擋板閥、擴(kuò)散泵、真空變徑接頭、第二真空擋板閥、第三真空擋板閥和真空三通；蒸氣壓測定平臺包括恒溫水浴箱、電容薄膜規(guī)、第四真空擋板閥、水浴槽蓋板把手、水浴槽蓋板、控制機(jī)構(gòu)和試驗(yàn)容器；電控箱設(shè)有旋片泵接口，上位機(jī)串口、擴(kuò)散泵接口、擴(kuò)散泵風(fēng)扇接口和電容薄膜規(guī)接口，內(nèi)部設(shè)有控制電路。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)法在低蒸氣壓范圍測量固體及液體物質(zhì)飽和蒸氣壓的應(yīng)用，自動化程度高，安全性好。
文檔編號G01N7/00GK203101215SQ20122072163
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者方路, 葉樹亮, 王高升, 楊遂軍, 任斌, 楊晰惟, 許丹紅, 宋志楊 申請人:浙江藍(lán)天環(huán)保高科技股份有限公司, 中國計(jì)量學(xué)院