[发明专利]一种聚合物多孔材料制备过程中超声波监测的装置及方法

权利要求书

1.一种聚合物多孔材料制备过程中超声波监测的装置，其特征在于它包括超声波 发射装置(1)、超声波接收装置(2)、信号采集装置(4)、信号处理装置(5)，其中超 声波发射装置(1)和超声波接收装置(2)位于反应器的附近并相互配合，使超声波接 收装置(2)接收到超声波发射装置(1)发出的并透过反应器的超声波信号，超声波接 收装置(2)将信号输出连接到信号采集装置(4)，信号采集装置(4)输出相关信号输 送连接到信号处理装置(5)，且所述的超声波发射装置(1)和超声波接收装置(2)其 超声波信号的发射和接收频率范围为3MHz～5MHz。

2.根据权利要求1所述的聚合物多孔材料制备过程中超声波监测的装置，其特征 在于所述的超声波接收装置(2)将信号输出经过功率放大装置(3)进行放大，再连接 到信号采集装置(4)。

3.根据权利要求1或2所述的聚合物多孔材料制备过程中超声波监测的装置，其 特征在于所述的超声波发射装置(1)、超声波接收装置(2)设置在反应器壁面处，并 做成收发一体式的。

4.根据权利要求1或2所述的聚合物多孔材料制备过程中超声波监测的装置，其 特征在于所述的超声波发射装置(1)或/和超声波接收装置(2)带有一个或多个超声 波传感器。

5.一种聚合物多孔材料制备过程中超声波监测的方法，其特征在于：

装置包括超声波发射装置(1)、超声波接收装置(2)、信号采集装置(4)、信号处 理装置(5)，其中超声波发射装置(1)和超声波接收装置(2)至少位于分子反应器的 附近并相互配合，使超声波接收装置(2)接收到超声波发射装置(1)发出的并透过分 子反应器的超声波信号，超声波接收装置(2)将信号输出连接到信号采集装置(4)， 信号采集装置(4)输出相关信号输送连接到信号处理装置(5)；

测试步骤依次为：

a、通过调节超声波发射装置(1)，向聚合物多孔材料制备反应器内部发射频率为f， 功率为w的超声波；

b、超声波接收装置(2)接收聚合物多孔材料制备反应器反应过程中超声波信号的 变化；

c、信号处理装置(5)分析接收到的超声波发射信号，选取超声波信号的频率f、 振幅A、能量E、声速V或者四者之间的组合参数作为超声波特征值；

d、通过超声波特征值的变化监测聚合物多孔材料制备过程。

6.根据权利要求5所述的聚合物多孔材料制备过程中超声波监测的方法，其特征 在于所述的监测是通过超声波特征值的变化在线监测可控聚合物多孔材料制备过程。

7.根据权利要求6所述的聚合物多孔材料制备过程中超声波监测的方法，其特征 在于所述的监测是通过可控聚合物多孔材料制备过程中超声波信号的频率f、振幅A、 能量E、或声速V的变化定性分析可控聚合物多孔材料制备反应过程中孔径大小及分布、 孔形态。

8.根据权利要求7所述的聚合物多孔材料制备过程中超声波监测的方法，其特征 在于所述的监测是通过可控聚合物多孔材料制备过程中超声波信号的频率f、振幅A、 能量E、声速V的变化或者四者之间的组合特征值的变化规律定量分析可控聚合物多孔 材料制备反应过程中孔径大小或分布、孔形态，并根据分析结果进行孔径大小或分布、 孔形态的控制。

9.根据权利要求6至8任意一项权利要求所述的聚合物多孔材料制备过程中超声 波监测的方法，其特征在于所述的可控聚合物多孔材料制备过程为：先将二乙烯基苯、 丙烯酸丁酯及引发剂BPO以一定的重量比在聚乙二醇介质中溶解，得到澄清溶液，然后 在45-80℃温度下聚合3小时以上，溶液粘度不断增大，逐渐形成白色凝胶，最后固化 成块，将固体放入水中，聚乙二醇溶解并得以除去，形成了微米至纳米级孔型可控聚合 物多孔材料，并可根据超声波信号，调节反应温度，达到对孔径大小及分布、孔形态的 控制。