[發明專利]一種基于電解原理的樣品水勢測量方法及系統

有效

• 申請號: 201611152751.0
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106645331B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 梁明武;蘆新建;賀康寧
• 申請（專利權）人: 嘉成林業控股有限公司
• 主分類號: G01N27/27
• 分類號: G01N27/27;G01N27/30
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;付久春

1.一種基于電解原理的樣品水勢測量方法，其特征在于，包括：

將樣品置于密閉的樣品室內不少于5分鐘后，從樣品室內取體積為V/m³、溫度為t/℃的被測氣體通入設有涂有P₂O₅的電極的電解室測量氣體含水量，在所述電解室中用涂有P₂O₅的電極對所述被測氣體內的水分進行電解；

根據電解的化學反應式所確定的電解反應所需電子的摩爾數為氣體中水分量的2倍關系，通過計算出的電解反應結束時消耗的電子的摩爾數2n/mol來確定被測氣體中水分的摩爾數為n/mol；

根據理想氣體狀態方程計算得出被測氣體的水氣分壓P/Pa為：

上式中R為氣體常數(8.314J mol^-1K^-1)；

根據下式計算出溫度為t時的飽和水汽壓P_s/Pa為：

根據相對濕度與水勢的關系計算得出被測氣體的水勢Ψ/Pa為：

ψ＝4.6248×10⁵(t+273.15)ln(P/P_s)。

2.根據權利要求1所述的一種基于電解原理的樣品水勢測量方法，其特征在于，所述在所述電解室中用涂有P₂O₅的電極對所述被測氣體內的水分進行電解為：使水分被P₂O₅吸收生成H₃PO₄，在電流的作用下H₃PO₄又被電解放出H₂和O₂，并再生出P₂O₅以繼續吸收氣體中的水分，電解的化學反應式為：

P₂O₅+3H₂O→2H₃PO₄

將上述兩個反應式合并后為：

3.一種用于實現上述權利要求1或2所述的基于電解原理的樣品水勢測量方法的測量系統，其特征在于，包括：

依次連接的樣品室模塊、氣體定量轉移模塊、電解室模塊、控制及積分計算模塊、結果存儲與顯示模塊和直流電源模塊；

所述樣品室模塊內設有放置待測樣品的密閉樣品室，所述密閉樣品室內設有溫度測量裝置；

所述電解室模塊內設有密閉空間，所述密閉空間內設置的正、負電極間涂有P₂O₅；

所述控制及積分計算模塊分別與所述樣品室模塊的溫度測量裝置和氣體定量轉移模塊電氣連接；

直流電源模塊，分別與所述樣品室模塊、氣體定量轉移模塊、電解室模塊、控制及積分計算模塊和結果存儲與顯示模塊電氣連接。

4.根據權利要求3所述的測量系統，其特征在于，所述溫度測量裝置采用鉑電阻。

5.根據權利要求3所述的測量系統，其特征在于，所述控制及積分計算模塊根據從樣品室模塊獲得的被測氣體的溫度t/℃、從氣體定量轉移模塊獲得的轉移到電解室模塊內的被測氣體體積V/m³及根據電解的化學反應計算確定的被測氣體中水分的摩爾數n/mol，根據理想氣體狀態方程計算得出被測氣體的水氣分壓P/Pa為：該式中R為氣體常數(8.314J mol^-1K^-1)；

并根據下式計算出溫度為t時的飽和水汽壓P_s(Pa)為：

最后根據相對濕度與水勢的關系計算得出被測氣體的水勢Ψ/Pa為：

ψ＝4.6248×10⁵(t+273.15)ln(P/P_s)。

6.根據權利要求3所述的測量系統，其特征在于，所述電解室中的正、負電極均采用鉑絲或銠絲繞制而成，所述正、負電極間均勻涂有P₂O₅干燥劑。

7.根據權利要求3所述的測量系統，其特征在于，所述樣品室模塊的密閉空間經所述氣體定量轉移模塊與所述電解室模塊的密閉電解空間連通。