[發(fā)明專利]一種適用于測(cè)量二元溶液互擴(kuò)散系數(shù)的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711425090.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN107894377B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張穎;何茂剛;劉向陽;張?jiān)?/a>;鄭宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N13/00
• 分類號(hào): G01N13/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種適用于測(cè)量二元溶液互擴(kuò)散系數(shù)的裝置，其特征在于，包括干涉光路、實(shí)驗(yàn)單元(8)和檢測(cè)分析單元，實(shí)驗(yàn)單元具有透光的實(shí)驗(yàn)本體(32)和溫度壓力測(cè)控系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)本體(32)內(nèi)填充待測(cè)量液體；溫度壓力測(cè)控系統(tǒng)用于測(cè)量和控制待測(cè)量液體的溫度和壓力；干涉光路具有同一光束分光而成的物光和參考光，物光透射實(shí)驗(yàn)本體(32)內(nèi)待測(cè)量液體后與參考光合束產(chǎn)生干涉圖像，干涉圖像被檢測(cè)分析單元檢測(cè)和分析；

實(shí)驗(yàn)本體(32)沿豎直方向由下至上依次布置有實(shí)驗(yàn)本體進(jìn)液口、實(shí)驗(yàn)本體第一排液口和實(shí)驗(yàn)本體第二排液口，其中，實(shí)驗(yàn)本體進(jìn)液口為兩個(gè)，位于實(shí)驗(yàn)本體(32)底部?jī)蓚?cè)，實(shí)驗(yàn)本體第一排液口為兩個(gè)且位于實(shí)驗(yàn)本體(32)中部?jī)蓚?cè)，實(shí)驗(yàn)本體第二排液口為兩個(gè)且位于實(shí)驗(yàn)本體(32)頂部?jī)蓚?cè)；

向?qū)嶒?yàn)本體(32)內(nèi)填充待測(cè)量液體時(shí)，先打開實(shí)驗(yàn)本體進(jìn)液口的控制閥門和實(shí)驗(yàn)本體第二排液口的控制閥門，并關(guān)閉實(shí)驗(yàn)本體第一排液口的控制閥門，溫度壓力測(cè)控系統(tǒng)通過實(shí)驗(yàn)本體進(jìn)液口向?qū)嶒?yàn)本體(32)內(nèi)充入第一液體，至第一液體開始從實(shí)驗(yàn)本體第二排液口排出，停止注入第一液體；然后關(guān)閉實(shí)驗(yàn)本體第二排液口的控制閥門，打開實(shí)驗(yàn)本體第一排液口的控制閥門，溫度壓力測(cè)控系統(tǒng)通過實(shí)驗(yàn)本體進(jìn)液口向?qū)嶒?yàn)本體(32)內(nèi)充入第二液體，實(shí)驗(yàn)本體第一排液口下方的第一液體從實(shí)驗(yàn)本體第一排液口排出，至第一液體與第二液體在實(shí)驗(yàn)本體(32)中形成分界面，則停止注入第二液體，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)本體第一排液口的控制閥門，完成待測(cè)量液體的填充；檢測(cè)分析單元用于判斷分界面是否形成；

兩種待測(cè)量液體樣品中密度大的待測(cè)量液體樣品在實(shí)驗(yàn)本體(32)底部；

溫度壓力測(cè)控系統(tǒng)包括中空的加熱腔體，加熱腔體內(nèi)部固定實(shí)驗(yàn)本體(32)，外側(cè)附著保溫材料；加熱腔體與實(shí)驗(yàn)本體(32)之間的腔隙通過管路通入恒溫介質(zhì)；加熱腔體的側(cè)壁開設(shè)窗口，窗口外側(cè)固定有封閉窗口的石英視窗，物光通過石英視窗穿過實(shí)驗(yàn)本體(32)。

2.如權(quán)利要求1所述的適用于測(cè)量二元溶液互擴(kuò)散系數(shù)的裝置，其特征在于，干涉光路包括依次設(shè)置的激光器(1)、空間濾波器(2)、準(zhǔn)直透鏡(3)、光闌(4)、分光棱鏡(5)、兩個(gè)平面鏡(6)(7)、合束棱鏡(9)；激光器(1)發(fā)出的激光依次通過空間濾波器(2)、準(zhǔn)直透鏡(3)和光闌(4)進(jìn)行擴(kuò)束，之后進(jìn)入分光棱鏡(5)，分為兩束激光，一束為物光，一束為參考光；物光經(jīng)平面鏡反射后通過實(shí)驗(yàn)本體(32)，參考光經(jīng)平面鏡反射，通過實(shí)驗(yàn)本體(32)后的物光與參考光在合束棱鏡(9)處合束，產(chǎn)生干涉圖像。

3.如權(quán)利要求1所述的適用于測(cè)量二元溶液互擴(kuò)散系數(shù)的裝置，其特征在于，溫度壓力控制系統(tǒng)還包括待測(cè)量液體充注裝置和測(cè)量電路，待測(cè)量液體充注裝置的出液口連接實(shí)驗(yàn)本體進(jìn)液口的進(jìn)液不銹鋼管；

測(cè)量電路電連接鉑電阻溫度傳感器(31)和壓力變送器(28)，壓力變送器(28)連接在待測(cè)量液體充注裝置的出液口與實(shí)驗(yàn)本體進(jìn)液口的進(jìn)液不銹鋼管之間；實(shí)驗(yàn)本體(32)頂端連通測(cè)溫不銹鋼管，鉑電阻溫度傳感器(31)插入測(cè)溫不銹鋼管中。

4.如權(quán)利要求3所述的適用于測(cè)量二元溶液互擴(kuò)散系數(shù)的裝置，其特征在于，待測(cè)量液體充注裝置包括第一儲(chǔ)液罐、第二儲(chǔ)液罐、微流量泵(21)和手搖泵(23)；第一儲(chǔ)液罐的出液口設(shè)置閥門并與微流量泵(21)的進(jìn)液口連接；第二儲(chǔ)液罐的出液口設(shè)置閥門并分別與微流量泵(21)的進(jìn)液口和手搖泵(23)的進(jìn)液口連接；微流量泵(21)的出液口設(shè)置閥門并與待測(cè)量液體充注裝置的出液口連接，手搖泵(23)的出液口設(shè)置閥門并與待測(cè)量液體充注裝置的出液口連接。

5.如權(quán)利要求1所述的適用于測(cè)量二元溶液互擴(kuò)散系數(shù)的裝置，其特征在于，還包括氣墊隔振平臺(tái)，其中，干涉光路和實(shí)驗(yàn)本體(32)設(shè)置在氣墊隔振平臺(tái)上。

6.如權(quán)利要求1所述的適用于測(cè)量二元溶液互擴(kuò)散系數(shù)的裝置，其特征在于，檢測(cè)分析單元包括CCD圖像傳感器和計(jì)算機(jī)，其中，CCD圖像傳感器接收干涉圖像信息，并將所接收的干涉圖像信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)顯示干涉圖像信息并計(jì)算二元溶液互擴(kuò)散系數(shù)。