[發(fā)明專利]一種模擬電場條件下水合物相變的微尺度實(shí)驗(yàn)裝置及方法

在審

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• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113358703A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐加放;李慕儀;王博聞;郝勇超;王金堂;丁廷稷;王健;王亞華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01N31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種模擬電場條件下水合物相變的微尺度實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：包括微尺度水合物反應(yīng)器和配套的流體注入系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、電場發(fā)生裝置及氣液收集裝置，所述微尺度水合物反應(yīng)器由耐高壓的玻璃微流控芯片和金屬夾具組成，為水合物提供微型反應(yīng)場所；所述流體注入系統(tǒng)向微流控芯片內(nèi)注入液體和氣體并調(diào)節(jié)芯片內(nèi)的壓力；所述溫度控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)微流控芯片內(nèi)的溫度；所述圖像采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀測并采集微流控芯片內(nèi)水合物反應(yīng)過程的圖像；所述電場發(fā)生裝置向微流控芯片施加不同強(qiáng)度的電場；所述氣液收集裝置分別收集反應(yīng)生成的氣體和液體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬電場條件下水合物相變的微尺度實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述耐高壓的玻璃微流控芯片厚度為2mm，內(nèi)部通道呈“Y”形，通過卡套接頭和不銹鋼管線連接流體注入系統(tǒng)，氣體和液體分別從兩個(gè)入口注入，在交叉處流入混合通道；所述混合通道包括單一的直流道和模擬多孔介質(zhì)孔隙的流道，通過控制流速和壓力調(diào)節(jié)芯片內(nèi)的氣液比例，在混合通道中形成氣液交替的兩相流，產(chǎn)生若干等間距的氣-液界面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬電場條件下水合物相變的微尺度實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述金屬夾具由兩塊上板和一塊底板通過螺釘連接組裝而成，通過電極放置槽連接電壓發(fā)生裝置，通過與控溫臺緊密接觸連接溫度控制系統(tǒng)；所述金屬夾具上板使用卡套接頭連接管線；所述卡套接頭由螺釘和刃環(huán)組成，底部使用O型圈密封；所述金屬夾具底板設(shè)有對光孔，用于芯片的安裝校準(zhǔn)，中央設(shè)有通光孔，用于顯微鏡觀察。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬電場條件下水合物相變的微尺度實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述電場發(fā)生裝置包括直流穩(wěn)壓電源、ITO玻璃電極；所述直流穩(wěn)壓電源通過導(dǎo)線分別連接ITO玻璃正、負(fù)電極；所述ITO玻璃電極固定在微流控芯片夾具的電極放置槽內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種模擬電場條件下水合物相變的微尺度實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述ITO玻璃電極為單面圖案化鍍ITO薄膜，鍍膜圖案呈“T”形，中央鍍膜區(qū)域產(chǎn)生垂直于芯片的電場，延伸至邊緣處與導(dǎo)線連接，并在導(dǎo)線連接處包裹絕緣材料，其余部分均絕緣。