[發明專利]高溫飽氣分析煤微晶結構的卡片式原位池及其工作方法

在審

• 申請號: 201910591199.2
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110174355A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 潘結南;王凱;葛濤元;牟朋威;王珂;楊艷輝
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/3563;G01N21/65;G01N23/20008
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

高溫飽氣分析煤微晶結構的卡片式原位池，包括池體，池體的右側設有樣品卡槽，樣品卡槽內卡設有樣品載體卡塊和固定卡塊，池體的上表面安裝有第一圓形窗口片，池體的左側設有第一接線口，第一接線口中設有導線密封接頭，池體的前側和后側分別設有外進氣孔和外出氣孔，外進氣孔中安裝有快接單向閥公頭，外出氣孔中安裝有精密微型調壓閥；樣品載體卡塊的上表面設有樣品容納槽，樣品載體卡塊的左側設有第二接線口，樣品載體卡塊的前側和后側分別設有內進氣孔和內出氣孔，樣品載體卡塊的下表面安裝有第二圓形窗口片，樣品容納槽內設有加熱線圈和溫度傳感器，第二接線口內設有壓力傳感器。本發明裝樣取樣方便，體積小巧，便于與多種儀器搭配使用。

技術領域

本發明涉及煤微觀結構的測試技術領域，具體的說，涉及一種高溫飽氣分析煤微晶結構的卡片式原位池及其工作方法。

背景技術

礦井實際生產中經常發現，預測的煤層氣資源量往往低于實際的煤層氣抽采量，而礦井瓦斯突出量甚至能超出勘探資源量上百倍，現有的傳統煤層氣吸附理論不能完美的解釋這些“異?！爆F象，特別是甲烷在煤層中處于超臨界吸附狀態時。煤微晶結構與氣體吸附/解吸的耦合機理是礦井瓦斯防治和煤層氣抽采技術研究領域的基礎科學問題，研究煤的微觀吸附/解吸效應為煤層氣開采技術及區塊優選提供了理論支持。

煤微觀結構的常規表征實驗有拉曼散射實驗、X射線衍射實驗、紅外光譜實驗、核磁共振實驗、色譜質譜實驗等，而煤微晶結構的研究通常使用拉曼的一級和二級光譜以及X射線衍射的石墨衍射譜峰和石墨10l峰進行定量表征。煤的演化過程始終伴隨著溫度、壓力和流體等因素的參與，因此在一定溫度和壓力下同步分析煤的微晶結構演化是必不可少的實驗條件。

由于對實驗環境和儀器分辨率的要求，目前對煤微晶結構的研究僅實現了常溫常壓或高溫常壓，常規用于煤微晶結構測試的原位池多為開放體系，能夠實現封閉體系的原位池也通常厚度較大，與光譜儀器匹配度不高，且只能實現原位測試。當配套實驗儀器需要封閉或者真空環境時，常規的原位池無法進行帶壓帶溫的離線測試

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種裝樣取樣方便，體積小巧，便于與多種儀器搭配使用的高溫飽氣分析煤微晶結構的卡片式原位池及其工作方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

高溫飽氣分析煤微晶結構的卡片式原位池，包括池體、樣品載體卡塊和固定卡塊，池體、樣品載體卡塊和固定卡塊均呈卡片式矩形板結構，池體的右側開設有樣品卡槽，樣品載體卡塊和固定卡塊從左至右依次匹配卡設在樣品卡槽內，樣品載體卡塊的左端與樣品卡槽內部的左表面頂壓接觸，固定卡塊的左端與樣品載體卡塊的右端頂壓接觸，固定卡塊的右端與池體的右端固定連接，池體的上表面中部開設有上下通透的第一圓形窗口，第一圓形窗口中安裝有第一圓形窗口片，池體的左側開設有與樣品卡槽連通的第一接線口，第一接線口中密封連接有導線密封接頭，池體的前側開設有與樣品卡槽連通的外進氣孔，池體的后側開設有與樣品卡槽連通的外出氣孔，外進氣孔中安裝有快接單向閥公頭，外出氣孔中安裝有精密微型調壓閥；樣品載體卡塊的上表面開設有樣品容納槽，樣品載體卡塊的高度與樣品卡槽的高度相同，樣品載體卡塊的左側開設有與樣品容納槽連通且與第一接線口左右對應的第二接線口，樣品載體卡塊的前側開設有與樣品容納槽連通且與外進氣孔前后對應的內進氣孔，樣品載體卡塊的下表面開設有上下通透的第二圓形窗口，第二圓形窗口上安裝有第二圓形窗口片，池體的下表面中部開設有上下通透且位于第二圓形窗口正下方的第三圓形窗口，第一圓形窗口、第二圓形窗口和第三圓形窗口的中心線重合，樣品容納槽內設有加熱線圈和溫度傳感器，第二接線口內設有壓力傳感器，加熱線圈連接有一根控溫導線，溫度傳感器和壓力傳感器均連接有一根數據線，控溫導線和兩根數據線均由內至外依次穿過第二接線口、導線密封接頭和第一接線口伸出池體的左側。