專利名稱：微波輻射下液相化學反應系統顏色變化的監測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種微波輻射下液相化學反應系統顏色變化監測裝置，屬于化學反應過程監測或工藝流程的監測領域。
背景技術：
1967年N.H.Williams就報道了用微波加快某些化學反應的研究結果，現在微波已被廣泛應用于從無機反應到有機反應，從醫藥化工到食品化工，從簡單分子反應到復雜生命過程的各個化學領域。隨著微波在化學各個分支領域內的廣泛應用，微波輻射化學反應的反應器設計、進程監測、過程控制和相關科學研究等各方面的研究設計工作中都需要獲得微波輻射條件下的化學反應的動力學參數。
傳統監測化學反應進程的方法是利用濃度或與濃度相關的物理量光密度、電導率、電動勢和介電常數等變化情況進行的。而微波輻射下，由于電導率和光密度等物理量在微波場中不能直接檢測等原因，給微波輻射下化學反應的進程監測帶來的困難，所以相關裝置幾乎沒有，這一點從查新結果可以證實。
經四川省科技情報研究所查新國內僅有微波化學反應裝置的報道(CN1597086、CN1146305)，而這種裝置在化學反應中僅僅有加熱的功能，不具備過程檢測和化學動力學參數獲取的作用。國外報道文獻(1)(JP52073741)是把加熱的結果以彩色圖形的形式輸出，是對反應過程中熱的變化的檢測。不能進行化學反應進程監測，更沒有用于微波場中。國外文獻(2)(JP59200928)是在一定的顏色變化參考條件下，化學反應通過光電探測元件成為同等的電壓，并被以色彩的形式探測到。文獻(2)未涉及到微波輻射。經國內和國外對專利和非專利文獻的查新結果，未見有與本研究相同的文獻報道。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種微波輻射下液相化學反應系統顏色變化的監測裝置。其特點是采用一個外循環裝置，將有顏色變化的液相化學反應中少量反應物液體以一定速率從微波輻射反應腔體中抽出，在反應腔外進行過程監測，以克服微波場對反應物的影響。利用化學反應進程中溶液顏色變化，通過光電轉換器將顏色以電壓形式輸出，以達到監測化學反應進程的目的。
本發明由以下技術措施實現微波輻射下液相化學反應系統顏色變化的監測裝置由波導反應腔通過蠕動泵與排氣泡器連接，排氣泡器的另一端與光電轉換器連接，排氣泡器內的玻璃罩與真空泵連接、導通，光電轉換器的一端與排氣泡器連接，另一端與波導式反應腔連接，光電轉換器內設發射電路和接收電路，接收電路與顯示器連接構成整體。
排氣泡器兩端設玻璃管，玻璃管兩端分別與中間的多孔樹脂膜管連接、導通，玻璃管外設玻璃罩，玻璃罩的開孔與真空泵連接。
光電轉換器內設玻璃管，玻璃管外設通光板，通光板外設發射電路板和接收電路板，接收電路與顯示器連接。
光電轉換器內設發射電路和接收電路，發射電路是當發射端K1按鈕接通時，通過R1、R2、R3分壓、限流，發光二極管D1、D2發光；接收電路是當接收端K2按鈕接通時，通過R4分壓、限流，光敏電阻Rd接收發光二極管D1、D2發出的光，取樣電阻R5兩端輸出采樣信號，當玻璃管中溶液顏色變化，光敏電阻R5接收的光強發生變化，輸出的電信號也發生變化。根據不同化學反應生成物顏色的不同，采用活頁鉸鏈機構進行相應的二極管更換。
本發明具有如下優點1.對有顏色變化的液相化學反應在微波場中的反應情況得到監測。
2.利用不同波長光的敏感性，設置了可替換式發光系統，以增加顏色變化對測試系統的靈敏度。
3.利用排氣泡器對反應溶液顏色取樣的準確性和一致性。
4.利用光電轉換器將顏色信號轉變為電信號輸出。
四
圖1為微波輻射下液相化學反應系統顏色的監測裝置結構示意圖1.波導式反應腔 2.蠕動泵 3.排氣泡器 4.真空泵 5.光電轉換器 6.玻璃罩 7.多孔樹脂膜管 8.玻璃管 9.發射線路板 10.接收線路板 11.玻璃管.12.通光板。
圖2為排氣泡器結構示意3為光電轉換器結構示意4為發射電路原理5為接收電路原理圖五具體實施方式
下面通過實驗實施例對本發明進行具體描述，有必要在此指出的是本實施例只用于對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據上述本發明的內容對本發明作出一些非本質的改進和調整。
實施例微波輻射下液相化學反應系統顏色變化的監測裝置是由波導反應腔1通過蠕動泵2與排氣泡器3連接，排氣泡器的另一端與光電轉換器5連接，排氣泡器內的玻璃罩6與真空泵4連接、導通，光電轉換器5的一端與排氣泡器3連接，另一端與波導式反應腔1連接，光電轉換器內設發射電路和接收電路，接收電路與顯示器連接構成整體。
排氣泡器3兩端設玻璃管11，玻璃管兩端分別與中間的多孔樹脂膜管7連接、導通，玻璃管外設玻璃罩6，玻璃罩的開孔與真空泵4連接。
光電轉換器5內設玻璃管8，玻璃管外設通光板12，通光板外設發射電路板9和接收電路板10，接收電路與顯示器連接。
當發射端K1按鈕接通時，通過R1、R2、R3分壓、限流，發光二極管D1，D2發光，(D1，D2采用高亮度發光二極管)，接收電路是當接收端按鈕K2接通時，接收端電路開始工作，通過R4分壓，限流。光敏電阻Rd接收發光二極管D1、D2發出的光，取樣電阻R5兩端輸出采樣信號，由于光敏電阻Rd的電阻值隨著接受的光強度的變化而變化，所以當玻璃管中溶液的顏色變化時，光敏電阻Rd接受的光強發生變化，取樣電阻R5兩端輸出的取樣信號發生變化，從而達到監控化學反應進程的目的；由于光敏電阻對入射光的波長的敏感性和選擇性，根據不同化學反應生成物顏色的不同，發射端可相應地更換發光二極管以便更靈敏的采樣出相應的取樣信號，二極管的更換采用活頁鉸鏈機構。
本發明是這樣實現的，利用蠕動泵2可以進行流速控制，使微波場中的反應溶液從波導反應腔1的體系中抽出，以避免微波對化學反應物監測帶來的困難和影響。在外循環過程中，首先通過排氣泡器3，由真空泵4排除流動液中的氧氣和二氧化碳氣體，再流經光電轉換器5將顏色信號轉換為電信號輸出，以監測微波加熱化學反應的顏色變化，達到對化學反應進程監測的目的。流經光電監測裝置的流體最后又被回到波導反應腔內。
權利要求
1.一種微波輻射下液相化學反應系統顏色變化的監測裝置，其特征在于該裝置由波導反應腔(1)通過蠕動泵(2)與排氣泡器(3)連接，排氣泡器的另一端與光電轉換器(5)連接，排氣泡器內的玻璃罩(6)與真空泵(4)連接、導通，光電轉換器(5)的一端與排氣泡器(3)連接，另一端與波導式反應腔(1)連接，光電轉換器內設發射電路和接收電路，接收電路與顯示器連接構成整體。
2.如權利要求1所述微波輻射下液相化學反應系統顏色變化的監測裝置，其特征在于排氣泡器(3)兩端設玻璃管(11)，玻璃管兩端分別與中間的多孔樹脂膜管(7)連接、導通，玻璃管外設玻璃罩(6)，玻璃罩的開孔與真空泵(4)連接。
3.如權利要求1所述微波輻射下液相化學反應系統顏色變化的監測裝置，其特征在于光電轉換器(5)內設玻璃管(8)，玻璃管外設通光板(12)，通光板外設發射電路板(9)和接收電路板(10)，接收電路板與顯示器連接。
4.如權利要求1所述微波輻射下液相化學反應系統顏色變化的監測裝置，其特征在于光電轉換器(5)內設發射電路和接收電路，發射電路是當發射端K1按鈕接通時，通過R1、R2、R3分壓、限流，發光二極管D1、D2發光；接收電路是當接收端K2按鈕接通時，通過R4分壓、限流，光敏電阻Rd接收發光二極管D1、D2發出的光，取樣電阻R5兩端輸出采樣信號，當玻璃管中溶液顏色變化，光敏電阻Rd接收的光強發生變化，輸出的電信號也發生變化，根據不同化學反應生成物顏色的不同，二極管的更換采用活頁鉸鏈機構。
全文摘要
一種微波輻射下液相化學反應系統顏色變化的監測裝置，其特點是該裝置由波導反應腔(1)通過蠕動泵(2)與排氣泡器(3)連接，排氣泡器的另一端與光電轉換器(5)連接，排氣泡器內的玻璃罩(6)與真空泵(4)連接、導通，光電轉換器(5)的一端與排氣泡器(3)連接，另一端與波導式反應腔(1)連接，光電轉換器內設發射電路和接收電路，接收電路與顯示器連接構成整體。
文檔編號G01N21/25GK1737534SQ20051002162
公開日2006年2月22日 申請日期2005年9月7日 優先權日2005年9月7日
發明者楊曉慶, 黃卡瑪, 陳星 , 閆麗萍, 趙翔, 胡仲霞 申請人:四川大學