[發明專利]可調節不同工況的QCM實驗系統及其調節方法

有效

• 申請號: 202011561546.6
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112763368B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 植曉琴;胡虬欽;邱利民;漆映荷;葉恒揚
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 顏果

1.一種可調節不同工況的QCM實驗系統，其特征在于，包括用于放置石英晶體微天平傳感器的密封腔體、壓力及組分調節單元、溫度控制單元；

所述壓力及組分調節單元包括高純氣罐、脫附裝置、摻混裝置和氣相色譜分析儀，所述脫附裝置接收所述高純氣罐的氣體后脫去其雜質，并將其分為三路，第一路進入所述摻混裝置對所需要的組分濃度進行調節；第二路進入所述氣相色譜分析儀分析其氣體組成成分；第三路引入所述溫度控制單元；

所述的溫度控制單元包括自增壓式液氮罐和換熱器，所述換熱器對所述自增壓式液氮罐的液氮與所述第三路的氣體進行換熱，并引至所述密封腔體底部，用于所述石英晶體微天平傳感器的換熱；

所述的自增壓式液氮罐與所述換熱器之間設有液氮杜瓦，所述自增壓式液氮罐提供制冷劑液氮，所述液氮杜瓦內含換熱器，起到一次換熱的作用；

所述的第三路設有加熱裝置，所述加熱裝置將高純氣罐脫附的氣源進行引流并加熱后與所述液氮杜瓦出來的制冷劑進行二次換熱；

溫度調節時，自增壓式液氮罐通過低溫閥輸出液氮到液氮杜瓦中，液氮杜瓦分兩層，中間夾層繞有電加熱絲，將液氮汽化升溫并輸出到換熱器中，換熱器為氣氣換熱器，低溫氮氣流和高溫高純氣流二次換熱使溫度控制精確到77K～313K±0.2K。

2.根據權利要求1所述的可調節不同工況的QCM實驗系統，其特征在于，所述的密封腔體的底部設有導熱塊，用于所述石英晶體微天平傳感器的換熱。

3.根據權利要求2所述的可調節不同工況的QCM實驗系統，其特征在于，所述的密封腔體內設有用于固定所述石英晶體微天平傳感器的夾持機構，所述導熱塊上設有用于安裝所述夾持機構的凹槽，所述夾持機構配合在該凹槽內。

4.根據權利要求1所述的可調節不同工況的QCM實驗系統，其特征在于，所述的密封腔體外設有保溫層。

5.根據權利要求1所述的可調節不同工況的QCM實驗系統，其特征在于，所述的第一路和第二路的匯合處設有一電磁流量計，用于控制所述密封腔體內的氣體流量。

6.用于權利要求1～5任一權利要求所述的可調節不同工況的QCM實驗系統的調節方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)高純氣罐向壓力及組分調節單元輸入帶壓高純氣體，在脫附裝置中進行不需要組分的脫附；

2)分兩路分別將氣體組分通入到氣相色譜分析儀中進行檢測和將氣體組分通入到摻混裝置中進行所需組分的添加；

3)檢測是否合格，若合格進入步驟4)，若不合格則循環步驟1)～2)；

4)檢測合格后將配置好的帶壓氣流輸入到放有石英晶體微天平傳感器且低溫隔熱的密封腔體中。