專利名稱：一種雙加熱爐的固液體系相圖測定裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于熱分析技術領域，具體涉及到一種繪制固液體系相圖的實驗儀
O
背景技術：
根據多相平衡的實驗結果，繪制用于描述溫度、壓力、組分的濃度等因素與相平衡狀態之間關系的圖形，稱之為相圖。相圖廣泛應用于工業生產及科學研究，也是物理化學實驗教學的重要內容。通過對相圖的研究，可以幫助我們預測化合物的生成，控制相的組成， 選擇最佳的配料點，制定合理的生產工藝過程，生產出所需性能的產品，因此具有十分重要的實際意義。熱分析法是繪制固液體系相圖最常用的實驗方法，記錄體系由高溫冷卻過程中溫度和時間的關系，繪制溫度時間曲線，即步冷曲線。根據步冷曲線即可分析出體系相態的變化，若冷卻過程無相變發生，體系的溫度將隨著時間平滑下降。若有相變發生，由于體系產生的相變熱與冷卻時放出的熱量相互抵消，步冷曲線就會出現拐點，所以通過步冷曲線上的拐點就可以分析出體系的相平衡狀態以及發生相變的溫度。通過測定一系列組成不同的樣品的步冷曲線，就可以繪制出被測體系的相圖。在物理化學實驗中通常采用的手工記錄實驗數據的相圖測定儀，其加熱爐大多為單層結構，這使得體系的降溫速率很難保持均勻，相變點不易觀察，并且學生很難同時完成多個加熱爐的控制和數據記錄，導致實驗時間冗長，實驗結果不準確。所以在物理化學實驗技術領域，需解決的一個技術問題是提供一種結構和操作簡單、實驗數據可靠、單人可同時控制和記錄兩個加熱爐的相圖測定裝置。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題在于克服現有相圖測定儀的缺點，提供一種結構和操作簡單、實驗數據可靠、單人可同時控制和記錄的雙加熱爐的雙加熱爐的固液體系相圖測定裝置。解決上述技術問題所采用的技術方案是在箱體底部設置有加熱爐，加熱爐內設置有內放置樣品溫度傳感器的樣品管，該加熱爐由加熱爐殼體內設置外表面纏繞有外加熱電阻絲的外加熱管、外加熱管內設置外表面纏繞有內加熱電阻絲的內加熱管、設置在加熱爐殼體上的散熱風扇、設置在外加熱管內管壁上的外層加熱管溫度傳感器聯接構成，本實用新型的加熱爐設置在與箱體底部聯接的散熱風道上，箱體內底部上設置有安裝架，安裝架上設置有兩個調壓模塊、一個直流電源和四個加熱繼電器，箱體的前側面上設置有時間繼電器、兩個加熱爐控制開關、兩個風扇換擋開關、兩個樣品溫度控制儀、兩個溫差控制儀， 兩個樣品溫度控制儀通過導線分別與兩個加熱繼電器相連并通過導線分別與兩個樣品溫度傳感器相連，兩個外層加熱管溫度傳感器與兩個樣品溫度傳感器通過負極反串分別與溫差控制儀相連，加熱爐控制開關通過導線接220V電源和調壓模塊，一個調壓模塊分別通過兩個加熱繼電器接兩個外加熱電阻絲，另一個調壓模塊分別通過兩個加熱繼電器接內加熱電阻絲，外層加熱管溫度傳感器與樣品溫度傳感器通過負極反串與溫差控制儀相連，風扇換檔開關與直流電源和散熱風扇相連。本實用新型采用全手動控制，兩個樣品加熱爐均使用雙層加熱爐結構，內層加熱爐用于加熱樣品，外層加熱爐用于控制爐壁的溫度，以使樣品和爐壁保持設定的溫差。使用兩個樣品溫度控制儀分別控制和顯示兩個樣品的溫度，使用兩個溫差控制儀分別控制和顯示兩個樣品與其爐壁的溫差。通過兩個風扇換擋開關分別調節兩個加熱爐散熱風扇風量的大小，使用一個時間繼電器提示學生記錄相應樣品的實驗數據。本實用新型采具有結構合理、操作方便、所測樣品的相變點與理論值相差較小、重復性好等優點，可作為大學物理化學的實驗儀器。
圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖。圖2是圖1的主視圖。圖3是圖1中加熱爐2的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步的詳細說明，但本實用新型不限于這些實施例。實施例1在圖1、2中，本實施例的雙加熱爐的固液體系相圖測定裝置由箱體1、加熱爐2、 樣品管3、樣品溫度傳感器4、散熱風道5、安裝架6、調壓模塊7、直流電源8、加熱繼電器9、 時間繼電器10、加熱爐控制開關11、風扇換檔開關12、樣品溫度控制儀13、溫差控制儀14 聯接構成。在箱體1底部焊接有兩個散熱風道5，每個散熱風道5上端用螺紋緊固聯接件固定聯接有加熱爐2，兩個加熱爐2的結構完全相同，加熱爐2用于對本實用新型實驗時對樣品進行加熱，加熱爐2內放置有樣品管3，被測樣品放置在樣品管3內，樣品管3內放置有樣品溫度傳感器4，樣品溫度傳感器4用于接收樣品管3內被測樣品的溫度信號轉換成電信號輸出。箱體1內的底部用螺紋緊固聯接件固定聯接有安裝架6，安裝架6上用螺紋緊固聯接件固定聯接有兩個調壓模塊7，一個直流電源8和四個加熱繼電器9，每兩個加熱繼電器9通過導線與一個加熱爐2相連，加熱繼電器9用于控制加熱爐2與電源的接通或斷開。箱體1 的前側面上用螺紋緊固聯接件固定聯接有時間繼電器10、兩個加熱爐控制開關11、兩個風扇換擋開關12、兩個樣品溫度控制儀13、兩個溫差控制儀14。時間繼電器10用于提示學生記錄實驗數據，兩個樣品溫度控制儀13通過導線分別與兩個加熱繼電器9相連并通過導線分別與兩個樣品溫度傳感器4相連，當樣品的溫度達到設定值時，兩個樣品溫度測定儀13 通過兩個加熱繼電器9控制電源斷開。在圖1、2、3中，本實施例的加熱爐2由外加熱電阻絲2-1、內加熱電阻絲2_2、外加熱管2-3、外層加熱管溫度傳感器2-4，內加熱管2-5、散熱風扇2-6、加熱爐殼體2_7聯接構成。在加熱爐殼體2-7內上端用螺紋緊固聯接件安裝有外加熱管2-3，外加熱管2-3內安裝有內加熱管2-5，外加熱管2-3的外表面纏繞有外加熱電阻絲2-1，內加熱管2-5的外表面纏繞有內加熱電阻絲2-2，加熱爐控制開關11通過導線接220V電源和調壓模塊7，調壓模塊7將220V的交流電變為40-60V的交流電，為外加熱電阻絲2_1和內加熱電阻絲2_2供電，一個調壓模塊7分別通過兩個加熱繼電器9接兩個加熱爐2的外加熱電阻絲2-1，另一個調壓模塊7分別通過兩個加熱繼電器9接兩個加熱爐2的內加熱電阻絲2-2。外加熱管 2-3外管壁上設置有外層加熱管溫度傳感器2-4，外層加熱管溫度傳感器2-4用于接收外加熱管2-3的管壁溫度信號，外層加熱管溫度傳感器2-4與樣品溫度傳感器4通過負極反串與溫差控制儀14相連，樣品溫度傳感器4接收到樣品的溫度信號轉換成電信號與外層加熱管溫度傳感器2-4接收到外加熱管2-3內管壁的溫度信號轉換成電信號的差輸出到溫差控制儀14，由溫差控制儀14顯示出樣品溫度與外加熱管2-3內管壁溫度差，當樣品溫度與外加熱管2-3內管壁溫度差達到設定值時，溫差控制儀14通過加熱繼電器9控制接通外加熱電阻絲2-1的電源，使得樣品與外加熱管2-3內管壁的溫差保持在設定值。加熱爐殼體 2-7上用螺紋緊固聯接件固定聯接有兩個散熱風扇2-6，兩個散熱風扇2-6分別通過風扇換檔開關12與直流電源8相連，直流電源8為散熱風扇2-6提供電源，切換風扇換檔開關12， 可調整節散熱風扇2-6的轉速，兩個散熱風扇2-6用于對兩個加熱爐殼體2-7散熱。本實用新型的工作過程如下1、配制樣品在樣品管3內分別配制不同組分的待測樣品，樣品管3的個數按照待測樣品的數量來確定，將裝有待測樣品的樣品管3依次插入加熱爐2中。2、測量相變溫度(1)在每一個樣品管3內插入樣品溫度傳感器4，接通儀器電源，設定時間繼電器 10的循環導通時間，通過樣品溫度控制儀13和溫差控制儀14設定樣品的最高加熱溫度和樣品與外加熱管2-3的管壁的溫差，開始加熱。( 樣品的溫度、樣品與外加熱管23管壁的溫差達到設定值后恒溫5分鐘，關閉加熱爐控制開關11，內加熱電阻絲2-2停止加熱，開始降溫，根據時間繼電器10的循環導通時間記錄實驗數據。在加熱過程中，散熱風扇2-6保持在最低擋運轉，降溫開始后，隨著樣品溫度的下降散熱風扇2-6送風量逐漸加大，當樣品溫度達到溫度下限值時散熱風扇2-6送風量達到最大。(3)記錄好實驗數據后，做樣品降溫過程的溫度-時間曲線，即步冷曲線。從多個樣品的步冷曲線上讀出各相應體系發生相變的溫度，用橫坐標表示混合物中物質的含量、 縱坐標表示出現相變的溫度(即步冷曲線上的拐點或平臺)，橫坐標與縱坐標的交點為相變點，把不同的相變點用平滑的曲線連接起來，得到所測物質的相圖。本實用新型經實驗證明，其裝置性能穩定，數據可靠，能夠很好地滿足大學物理化學實驗的需求，是繪制相圖的理想裝置。
權利要求1. 一種雙加熱爐的固液體系相圖測定裝置，在箱體(1)底部設置有加熱爐0)，加熱爐 ⑵內設置有內放置樣品溫度傳感器⑷的樣品管(3)，該加熱爐(2)由加熱爐殼體(2-7) 內設置外表面纏繞有外加熱電阻絲的外加熱管(2-3)、外加熱管0-3)內設置外表面纏繞有內加熱電阻絲0-2)的內加熱管0-5)、設置在加熱爐殼體(2-7)上的散熱風扇 0-6)、設置在外加熱管0-3)內管壁上的外層加熱管溫度傳感器(2-4)聯接構成，其特征在于所說的加熱爐( 設置在與箱體(1)底部聯接的散熱風道( 上，箱體(1)內底部上設置有安裝架(6)，安裝架(6)上設置有兩個調壓模塊(7)、一個直流電源(8)和四個加熱繼電器(9)，箱體(1)的前側面上設置有時間繼電器(10)、兩個加熱爐控制開關(11)、兩個風扇換擋開關(12)、兩個樣品溫度控制儀(13)、兩個溫差控制儀(14)，兩個樣品溫度控制儀(13)通過導線分別與兩個加熱繼電器(9)相連并通過導線分別與兩個樣品溫度傳感器 (4)相連，兩個外層加熱管溫度傳感器(2-4)與兩個樣品溫度傳感器(4)通過負極反串分別與溫差控制儀(14)相連，加熱爐控制開關(11)通過導線接220V電源和調壓模塊(7)，一個調壓模塊(7)分別通過兩個加熱繼電器(9)接兩個外加熱電阻絲0-1)，另一個調壓模塊 (7)分別通過兩個加熱繼電器(9)接內加熱電阻絲0-2)，外層加熱管溫度傳感器(2-4)與樣品溫度傳感器(4)通過負極反串與溫差控制儀(14)相連，風扇換檔開關(12)與直流電源(8)和散熱風扇(2-6)相連。
專利摘要一種雙加熱爐的固液體系相圖測定裝置，在箱體底部設兩個上端分別與加熱爐聯接的散熱風道，加熱爐內部設有內放置樣品溫度傳感器的樣品管，箱體內底部設安裝架，安裝架上設兩個調壓模塊、一個直流電源和四個加熱繼電器，箱體前側面上設時間繼電器、兩個加熱爐控制開關、兩個風扇換擋開關、兩個樣品溫度控制儀、兩個溫差控制儀，兩個樣品溫度測定儀通過導線分別與兩個加熱繼電器和加熱爐控制開關相連并通過導線分別與兩個樣品溫度傳感器相連，外層加熱管溫度傳感器與樣品溫度傳感器通過負極反串與溫差控制儀相連，兩個風扇換檔開關分別通過導線與兩個加熱爐散熱風扇相連。它具有結構簡單、操作方便、重復性好等優點，可作為大學物理化學實驗儀器。
文檔編號G01N25/00GK202177593SQ201120245069
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月12日 優先權日2011年7月12日
發明者馮玲, 李蕾, 王科旺, 白云山, 陳妙, 陶偉桐 申請人:陜西師范大學