[發明專利]一種模擬二氧化碳飽和溶液形成及泄氣過程的方法

有效

• 申請號: 201811097353.2
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109163880B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 呂心力;崔志偉;朱家玲;張偉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01N21/84;G01N33/00
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 程毓英

1.一種模擬二氧化碳飽和溶液形成及泄氣過程的方法，所采用的實驗裝置，包括可視容器系統I，壓力容器系統II，兩個二氧化碳氣瓶和攝像系統IV，攝像系統IV包括光源和攝像儀，可視容器系統I包括可視容器、其側面設置有可視窗口，光源和攝像儀設置在可視窗口處，用以觀測泄氣過程、獲取泄氣影像，其特征在于，

可視容器設置有上部壓力傳感器以及進水閥和進水口，通過第一二氧化碳氣瓶進氣閥控制二氧化碳氣體從第一二氧化碳氣瓶注入可視容器的底部，二氧化碳氣體溶解在水中；通過上部壓力傳感器測量可視容器頂部的壓力；

壓力容器系統II包括壓力容器，用于測量壓力容器壓力的第三壓力傳感器；可視容器的頂部通過排氣管道與壓力容器相連，在排氣管道上設置有排氣口，在排氣口的兩邊各設置一個可視容器側排氣閥和壓力容器側排氣閥；排氣口和兩個排氣閥所在的排氣管道設置有旁路，在旁路上設置有連通閥；

第二二氧化碳氣瓶通過進氣閥與壓力容器相連通，壓力容器通過所述連通閥及其所在的旁路與可視容器相連；

在可視容器上部設置有遮液板，用以防止排氣夾帶液體涌入排氣管道；

可視容器的底部設置氣體散布器，二氧化碳氣體通過氣體散布器溶解在水中；

可視容器內設置有pH傳感器，通過pH傳感器測量二氧化碳通入后的溶液的pH值；

模擬二氧化碳飽和溶液形成及泄氣過程的步驟包括：

1)實驗開始，關閉所有閥門；

2)打開進水閥，水通過進水口進入可視容器，達到指定水位線后關閉進水閥；

3)打開第一二氧化碳氣瓶進氣閥使得第一二氧化碳氣瓶中的二氧化碳氣體輸送至可視容器中，通過氣體散布器使氣體分散溶解于水體中，同時通過上部壓力傳感器測得可視容器內的壓力不斷升高，當壓力達到實驗的設定值后，打開可視容器側排氣閥，在保持進氣的同時控制排氣，使可視容器內的壓力始終維持在設定值，此過程中通過pH傳感器同步測量可視容器內溶液的pH值，當pH值穩定且不再下降后，同時關閉第一二氧化碳氣瓶進氣閥與第可視容器側排氣閥，此時在可視容器內得到設定壓力下的飽和二氧化碳溶液；

4)打開第二二氧化碳氣瓶進氣閥，第二二氧化碳氣瓶中的二氧化碳氣體通過管道輸送至壓力容器內，通過第三壓力傳感器測量壓力容器內的壓力，當壓力達到設定值后，關閉第二二氧化碳氣瓶進氣閥，此時壓力容器內的壓力應低于可視容器內的壓力；

5)打開連通閥，二氧化碳氣體由可視容器流向壓力容器，壓力容器內的壓力會上升，可視容器內的壓力會下降，隨著壓力下降，可視容器內的飽和溶液將發生泄氣過程，此過程通過使用光源和攝像儀進行拍攝，當泄氣過程停止并不再產生氣泡后，關閉連通閥；

6)打開可視容器側排氣閥，將可視容器內的壓力降至常壓，打開壓力容器側排氣閥，將壓力容器內的壓力降至常壓，打開排水閥，通過排水口將可視容器內的水排出。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，可視窗口包括布置在可視容器一側及對側的兩個可視窗口，光源和攝像儀設置在兩個可視窗口處，光線由光源發出，通過一側可視窗口和對側的可視窗口，到達攝像儀。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，可視容器設置有溫度傳感器和下部壓力傳感器，通過溫度傳感器測量溫度，通過下部壓力傳感器測量可視容器的底部的壓力。