CN112834693A - 一种多功能气体成分动态改变与动态检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能气体成分动态改变与动态检测装置，属于气体反应装置与气体检测装置的技术领域，针对流动、短时或开放的动态气体成分改变过程。本专利装置由功能单一、小型简易的组件组成，并统一接口。通过对各组件以一定数量和顺序的密闭连接，以及简单的机电控制，使装置具有不同的功能，从而完成不同的任务。包括输送类组件(1)，控制类组件(2)，监测类组件(3)，检测类组件(4)，反应类组件(5)，外壳类组件(6)。本专利装置可将复杂集中的气体成分改变与检测过程分解为多个简单、连续的步骤；使动态类的气体成分改变与检测更为便利、普及；功能丰富，满足教学和基础实验的多元化需求；使相应工作效率提高，成本降低。

Description

一种多功能气体成分动态改变与动态检测装置

技术领域

本发明涉及气体反应装置与气体检测装置的技术领域。

背景技术

在进行与气体有关的应用、处理、实验时，常涉及到催化、转化、吸收、相变等改变气体成分的过程。对该过程进行的研究、检测等，则需要一些专业仪器。

对于一些中小型的企业、科研机构或是教学机构来说，有可能仅在某几个项目中用到此类仪器。而此类仪器往往价格昂贵，有时需要成套或成体系使用。若是选择购买，则会导致经费不足或超出预算。若是选择将样本送到专业机构进行检测，则时间、进度都无法保障，且缺乏时效性。

在现有的商业产品中，会有一些小型、简易且廉价的气体成分反应或气体成分检测仪器，在一定程度上可起到代替作用。但使用条件各异，不仅难以联用，且难以全部满足复杂工况需求。

同时，在涉及到管道通过类型、反应时间短、反应气体不固定等条件时，鲜有装置或仪器同时兼备控制反应条件、多类型参数同时检测等功能。而且，当气体成分改变与检测过程复杂、集中时，需要进行多步骤分解。

所以，需要一种装置，以满足动态条件下的气体成分改变与检测的需求。并且，其自身具有一定的可调节性，可以模仿多种工况；具有一定的兼容性，可以整合一些常见的简易仪器。

发明内容

本专利解决的技术问题：针对流动、短时或开放的动态气体成分改变过程，设计一种通用、便捷的气体成分改变与检测装置。

本专利的技术方案：本专利装置由功能单一、小型简易的组件组成，并统一接口。通过对各组件以一定数量和顺序的密闭连接，以及简单的机电控制，使装置具有不同的功能，从而完成不同的任务。

本装置组件可分为六类、十二种，具体为：

输送类组件(1)：包括鼓风组件(1-1)和外连组件(1-2)两种，具有输送所需气体的作用，在使用本装置时需选择其中一种。

鼓风组件(1-1)：包括壳体、风扇、电路系统。具有吸入所处环境的气体的作用。

外连组件(1-2)：根据需求定制，将国标接口或特殊接口与装置接口做固定连接。具有转化接口并传递气体的作用。

控制类组件(2)：包括温度控制组件(2-1)和流量控制组件(2-2)两种，具有控制反应条件的作用，在使用本装置时可选择其种类和数量。

温度控制组件(2-1)：包括壳体、金属管。金属管分布于组件内部，且可与外部加热或制冷装置相连。具有升温或降温的作用。

流量控制组件(2-2)：包括壳体、挡风板。具有增大或减小流量作用。

监测类组件(3)：包括温度监测组件(3-1)和流量监测组件(3-2)两种，具有监测反应条件的作用，在使用本装置时可选择其种类和数量。

温度监测组件(3-1)：包括壳体、感应元件、电路系统。具有检测温度的作用。

流量监测组件(3-2)：包括壳体、感应元件、电路系统。具有检测流量的作用。

检测类组件(4)：包括成分实时检测组件(4-1)和成分取样检测组件(4-2)两种，具有检测成分的作用，在使用本装置时需选择其种类和数量。

成分实时检测组件(4-1)：包括壳体、连接盖。可将其它成分实时无损检测仪器的感应部分接入其内部，而其它部分留在外部。具有实时检测成分的作用。

成分取样检测组件(4-2)：包括壳体、连接盖、取样器。具有取样的作用。

反应类组件(5)：包括反应物载体组件(5-1)一种，具有进行反应的作用，在使用本装置时需选择其数量并装载于外壳类组件(6)内。

反应物载体组件(5-1)：拥有多种内部结构，可装载各类反应物。拥有唯一外形，可装载于常温外壳组件(6-1)、保温外壳组件(6-2)、调温外壳组件(6-3)。具有进行反应的作用。

外壳类组件(6)：包括常温外壳组件(6-1)，保温外壳组件(6-2)和调温外壳组件(6-3)三种，具有提供反应物载体温度变化状态的作用，在使用本装置时需选择其种类和数量并装载反应类组件(5)：

常温外壳组件(6-1)：可装载反应物载体组件(5-1)。具有装载、固定反应物载体组件(5-1)，适应周围温度的作用。

保温外壳组件(6-2)：包括壳体、保温层。可装载反应物载体组件(5-1)。具有装载、固定反应物载体组件(5-1)，保温的作用。

调温外壳组件(6-3)：包括壳体、金属管。可装载反应物载体组件(5-1)。金属管分布于组件内部，且可与外部加热或制冷装置相连。具有装载、固定反应物载体组件(5-1)，调温的作用。

同时，各类组件的接口有统一的内径、外径。接口两侧有固定用的凸键与凹槽。任意两接口可相互连接，无需其它零件和工具。各组件配合组成密闭通道。在工作时，气体依次通过各组件，且不与外界接触。

基本工作流程：根据需求选择组件及其数量、顺序，进行密闭连接并固定。开启输送类组件，数秒后装置内原空气将会排净，装置内气体达到动态平衡。开启所需的监测类组件和检测类组件。改变控制类组件的工作状态。检测工作方可开始。其间，利用监测类组件和检测类组件记录数据；根据需求，调节相应组件的工作状态。

基本检测方法：将其它成分实时无损检测仪器的感应部分接入成分实时检测组件内部，而其它部分留在外部。若可以进行定性定量检测，则可单独完成；若只可以进行定性检测，而无法定量检测，则可配合本装置的温度监测组件和流量监测组件进行定量检测。若无法进行定性检测，则可利用本装置的成分取样检测组件进行取样，并送到其它仪器进行检测。

本专利的有益效果：本专利装置可将复杂集中的气体成分改变与检测过程分解为多个简单、连续的步骤。使动态类的气体成分改变与检测更为便利、普及。功能丰富，满足教学和基础实验的多元化需求。使相应工作效率提高，成本降低。

附图说明

图1为鼓风组件(1-1)。

图2为外连组件(1-2)。

图3为温度控制组件(2-1)。

图4为流量控制组件(2-2)。

图5为温度监测组件(3-1)。

图6为流量监测组件(3-2)。

图7为成分实时检测组件(4-1)。

图8为成分取样检测组件(4-2)。

图9为反应物载体组件(5-1)。

图10为常温外壳组件(6-1)。

图11为保温外壳组件(6-2)。

图12为调温外壳组件(6-3)。

具体实施方式

为了使本专利装置的解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清晰明了，在此结合实例，对本专利装置进行进一步详细说明。此处仅用于解释本专利装置，并不用于限定本专利装置。

实例1：装置组件种类与功能介绍

本装置组件可分为六类、十二种，具体为：

输送类组件(1)，包括鼓风组件(1-1)和外连组件(1-2)两种，具有输送所需气体的作用，在使用本装置时需选择其中一种。

鼓风组件(1-1)：包括壳体、风扇、电路系统。具有吸入所处环境的气体的作用。

外连组件(1-2)：根据需求定制，将国标接口或特殊接口与装置接口做固定连接。具有转化接口并传递气体的作用。

控制类组件(2)，包括温度控制组件(2-1)和流量控制组件(2-2)两种，具有控制反应条件的作用，在使用本装置时可选择其种类和数量。

温度控制组件(2-1)：包括壳体、金属管。金属管分布于组件内部，且可与外部加热或制冷装置相连。具有升温或降温的作用。

流量控制组件(2-2)：包括壳体、挡风板。具有增大或减小流量作用。

监测类组件(3)，包括温度监测组件(3-1)和流量监测组件(3-2)两种，具有监测反应条件的作用，在使用本装置时可选择其种类和数量。

温度监测组件(3-1)：包括壳体、感应元件、电路系统。具有检测温度的作用。

流量监测组件(3-2)：包括壳体、感应元件、电路系统。具有检测流量的作用。

检测类组件(4)，包括成分实时检测组件(4-1)和成分取样检测组件(4-2)两种，具有检测成分的作用，在使用本装置时需选择其种类和数量。

成分实时检测组件(4-1)：包括壳体、连接盖。可将其它成分实时无损检测仪器的感应部分接入其内部，而其它部分留在外部。具有实时检测成分的作用。

成分取样检测组件(4-2)：包括壳体、连接盖、取样器。具有取样的作用。

反应类组件(5)，包括反应物载体组件(5-1)一种，具有进行反应的作用，在使用本装置时需选择其数量并装载于外壳类组件(6)内。

反应物载体组件(5-1)：拥有多种内部结构，可装载各类反应物。拥有唯一外形，可装载于常温外壳组件(6-1)、保温外壳组件(6-2)、调温外壳组件(6-3)。具有进行反应的作用。

外壳类组件(6)，包括常温外壳组件(6-1)，保温外壳组件(6-2)和调温外壳组件(6-3)三种，具有提供反应物载体温度变化状态的作用，在使用本装置时需选择其种类和数量并装载反应类组件(5)：

常温外壳组件(6-1)：可装载反应物载体组件(5-1)。具有装载、固定反应物载体组件(5-1)，适应周围温度的作用。

保温外壳组件(6-2)：包括壳体、保温层。可装载反应物载体组件(5-1)。具有装载、固定反应物载体组件(5-1)，保温的作用。

调温外壳组件(6-3)：包括壳体、金属管。可装载反应物载体组件(5-1)。金属管分布于组件内部，且可与外部加热或制冷装置相连。具有装载、固定反应物载体组件(5-1)，调温的作用。

同时，各类组件的接口有统一的内径、外径。接口两侧有固定用的凸键与凹槽。任意两接口可相互连接，无需其它零件和工具。各组件配合组成密闭通道。在工作时，气体依次通过各组件，且不与外界接触。

实例2：尾气催化转化率检测

将连接汽油发电机排气管的外连组件(1)(1-2(1))，温度控制组件(1)(2-1(1))，流量控制组件(1)(2-2(1))，温度监测组件(1)(3-1(1))，流量监测组件(1)(3-2(1))，链接尾气成分检测的成分实时检测组件(1)(4-1(1))，含有催化剂的反应物载体组件(1)(5-1(1))与保温外壳组件(1)(6-2(1))，温度监测组件(2)(3-1(2))，流量监测组件(2)(3-2(2))，链接尾气成分检测的成分实时检测组件(2)(4-1(2))连接、固定。送入气体。开启汽油发电机。开启温度监测组件(1)(3-1(1))，流量监测组件(1)(3-2(1))，成分实时检测组件(1)(4-1(1))，温度监测组件(2)(3-1(2))，流量监测组件(2)(3-2(2))，成分实时检测组件(2)(4-1(2))。调节温度控制组件(1)(2-1(1))，流量控制组件(1)(2-2(1))。检测工作方可开始。其间，利用温度监测组件(1)(3-1(1))，流量监测组件(1)(3-2(1))，链接尾气成分检测的成分实时检测组件(1)(4-1(1))记录尾气催化之前的数据；利用温度监测组件(2)(3-1(2))，流量监测组件(2)(3-2(2))，链接尾气成分检测的成分实时检测组件(2)(4-1(2))记录尾气催化转化之后的数据。

实例3：干燥剂吸水效率检测

将鼓风组件(1)(1-1(1))，流量控制组件(2)(2-2(2))，流量监测组件(3)(3-2(3))，含水的反应物载体组件(2)(5-1(2))与调温外壳组件(1)(6-3(1))，连接湿度检测的成分实时检测组件(3)(4-1(3))，含有干燥剂的反应物载体组件(3)(5-1(3))与常温外壳组件(1)(6-1(1))，连接湿度检测的成分实时检测组件(4)(4-1(4))连接、固定。开启鼓风组件(1)(1-1(1))。开启流量监测组件(3)(3-2(3))，成分实时检测组件(3)(4-1(3))，成分实时检测组件(4)(4-1(4))。调节流量控制组件(2)(2-2(2))，调温外壳组件(1)(6-3(1))。检测工作方可开始。其间，利用流量监测组件(3)(3-2(3))，成分实时检测组件(3)(4-1(3))记录干燥剂吸水前的数据；利用成分实时检测组件(4)(4-1(4))记录干燥剂吸水后的数据。

实例4：温度对樟脑丸有毒物质挥发速度的影响检测

将鼓风组件(2)(1-1(2))，温度控制组件(2)(2-1(2))，流量控制组件(3)(2-2(3))，温度监测组件(3)(3-1(3))，流量监测组件(4)(3-2(4))，含有樟脑丸的反应物载体组件(4)(5-1(4))与保温外壳组件(2)(6-2(2))，连接对二氯苯成分检测的成分实时检测组件(5)(4-1(5))连接、固定。开启鼓风组件(2)(1-1(2))。开启温度监测组件(3)(3-1(3))，流量监测组件(4)(3-2(4))，成分实时检测组件(5)(4-1(5))。调节温度控制组件(2)(2-1(2))，流量控制组件(3)(2-2(3))。检测工作方可开始。其间，利用温度监测组件(3)(3-1(3))，流量监测组件(4)(3-2(4))，成分实时检测组件(5)(4-1(5))记录数据；逐渐调高温度控制组件(2)(2-1(2))温度，以改变樟脑丸所处温度。

Claims (8)

1.一种多功能气体成分动态改变与动态检测装置，其特征在于：输送类组件(1)，控制类组件(2)，监测类组件(3)，检测类组件(4)，反应类组件(5)，外壳类组件(6)；各组件有统一接口，可任意数量与顺序密闭连接，相互配合可组成密闭通道。

2.根据权利要求1所述输送类组件(1)，其特征在于：包括鼓风组件(1-1)和外连组件(1-2)两种，具有输送所需气体的作用，在使用本装置时需选择其中一种。

3.根据权利要求1所述控制类组件(2)，其特征在于：包括温度控制组件(2-1)和流量控制组件(2-2)两种，具有控制反应条件的作用，在使用本装置时可选择其种类和数量。

4.根据权利要求1所述监测类组件(3)，其特征在于：包括温度监测组件(3-1)和流量监测组件(3-2)两种，具有监测反应条件的作用，在使用本装置时可选择其种类和数量。

5.根据权利要求1所述检测类组件(4)，其特征在于：包括成分实时检测组件(4-1)和成分取样检测组件(4-2)两种，具有检测成分的作用，在使用本装置时需选择其种类和数量。

6.根据权利要求1所述反应类组件(5)，其特征在于：包括反应物载体组件(5-1)一种，具有进行反应的作用，在使用本装置时需选择其数量并装载于外壳类组件(6)内。

7.根据权利要求1所述外壳类组件(6)，其特征在于：包括常温外壳组件(6-1)，保温外壳组件(6-2)和调温外壳组件(6-3)三种，具有提供反应物载体温度变化状态的作用，在使用本装置时需选择其种类和数量并装载反应类组件(5)。

8.根据权利要求1所述统一接口，其特征在于：接口有统一的内径、外径；接口两侧有固定用的凸键与凹槽；任意两接口可相互连接，无需其它零件和工具。

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