[发明专利]气－气和/或液－液扩散系数的快速测定系统及测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体和/或一种液体扩散系数快速测定方法及其相关装置，属于化工、化学环境保护监测技术领域。

背景技术

气-气和/或液-液扩散系数是化学、化工技术领域中的重要参数，现有相关测定方法有：扩散管技术和基于范.迪姆特(Van Deemter)方程的气相色谱法等，其主要缺点是：测定时间冗长，过程繁琐(J.R.Conder and C.L.Young，Physicochemical Measurement by Gas Chromatography；Wiley：New York，1980)，因此，很难在理化手册上找到所需的数据。

本发明的目的就是针对现有技术的不足而提出一种气体和/或液体扩散系数测定系统及其测定方法，可实现在不同压力及不同温度条件下快速测定“气-气”和/或“液-液”扩散系数。利用该系统和方法可实现扩散系数测定过程的自动化；可比较快捷地建立任何一种气体(或液体)在另一种气体(或液体)中的扩散系数手册；还可以用于快速测定未知有毒有害气体(或液体)在空气(或水)中的扩散系数，为“反恐”或“公共突发事件”的提供应急数据。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种气体或液体扩散系数快速测定系统，它包括载气和/或载液系统、压力测量系统、进样系统、扩散系统、流量测量系统、检测系统、温度控制系统和数据处理系统等部分，并根据“半峰模拟方程”实时计算被测样品在载气或载液中的“气-气”和/或“液-液”扩散系数。

载气和/或载液系统在给定温度和压力下将被测样品自进样系统经扩散系统推进至检测系统；根据需要，载气可以是空气、氮气或者其它气体；载液可以是水、甲醇或者其他液体。

压力测量系统用于测定扩散管的进口和出口压力。

进样系统用于导入被测样品；被测样品应为不与载气或载液发生化学反应的气体或液体。

扩散系统被用于完成被测样品在载气和/或载液中的扩散过程；扩散系统必须由不与被测样品、载气或载液起化学反应的材料制成；扩散系统的内径和长度分别为5.0mm±a×0.1mm(a为自然数1～49)与50m±b×0.1m(b为自然数1～490)。

流量测定系统是用于测定载气和/或载液的流量。

检测系统是用于检测样品在载气和/或载液中的浓度或者质量信号。

温度控制系统是用于控制并显示压力、进样、扩散、流量、检测等各个系统的温度。

数据处理系统是用于接收检测系统的信号，并根据“半峰模拟方程”计算被测样品在载气或载液中的“气-气”和/或“液-液”扩散系数。一种气体和/或液体扩散系数快速测定方法包括如下步骤：

1)开启载气和/或载液系统，令载气和/或载液以一定流量进入进样器、扩散管和检测器；

2)开启温度控制系统，令进样器、扩散管、检测器达到并保持规定温度；

3)开启检测器和数据处理系统，待检测器基线稳定后，将待测样品注入进样器，经扩散管在一定压力下推进至检测器，所产生的信号强度被数据处理系统记录下来；

4)数据处理系统根据“半峰模拟方程”实时处理待测样品的信号，并在信号强度回到基线稳定后立即计算出相应的扩散系数。

上述被测样品不应与载气、载液、进样器、扩散管、检测器等发生化学反应。

本发明的有益效果是：

1)最快可在数分钟内测定给定压力和温度下的“气-气”和/或“液-液”扩散系数，且重现性好；

2)容易实现测定过程自动化，并形成商品仪器；

3)快速测定未知有害气体或有害液体在空气和/或水中的扩散系数，适用于突发事件的应急措施；

4)可以根据需要，在相对短的时间内编撰任何一种气体和/或液体在另外一种气体或液体中的扩散系数手册，用于各个相关领域。

附图说明

图1为本发明“气-气”和/或“液-液”扩散系统快速测定方框图。

图中标志：1-载气和/或载液系统，2、6-压力测量系统，3-进样系统，4-被测样品，5-扩散系统，7-流量测定系统，8检测系统，9-温度控制系统，10-数据处理系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。本发明为气体和/或液体扩散系数快速测定系统和方法，它包括如下步骤：