[发明专利]碳纳米材料自动化合成设备及其控制装置与控制方法

权利要求书

1.一种碳纳米材料自动化合成设备，用于电弧法合成碳纳米材料，其特征在于，所述碳纳米材料自动化合成设备包括分别用于加装碳棒、活化碳棒及放电合成的加装器、活化器和合成炉及用于控制所述加装器、活化器及合成炉的各部件及其工作过程的控制装置；

所述加装器与所述活化器之间通过设有进料阀的进料通道相连接，所述活化器与所述合成炉之间通过具有出料阀的出料通道相连接；

所述加装器，包括：

容置空间，以同时容置多根所述碳棒；

一级推进杆，通过所述进料通道向所述活化器逐一输送所述碳棒；

所述活化器，具有：

活化器抽真空阀；

能够相对靠近的两电极，所述两电极通过其相对内侧的承载部将所述碳棒承载于两电极之间进行活化；

二级推进杆，通过所述出料通道向所述合成炉逐一输送活化后的所述碳棒；

所述合成炉，设置有：

合成炉抽真空阀与进气阀；

阴极，能够沿轴向往复移动；

阳极管道，固定于所述合成炉，与所述进料通道连通，支撑所述碳棒一端以使伸出所述阳极管道的所述碳棒作为阳极与所述阴极接触进行放电合成；

所述控制装置，在控制所述合成炉完成初始化后，控制所述加装器、活化器及合成炉不间断作业以连续合成所述碳纳米材料。

2.如权利要求1所述的碳纳米材料自动化合成设备，其特征在于，所述加装器具有碳棒存量传感器，用于感测所述容置空间内的所述碳棒的存量；所述合成炉内装设有电极电压感测单元与电极位置感测单元，分别用以感测放电合成过程中的所述阳极与所述阴极之间的两极电压以及所述阴极的移动位置。

3.一种权利要求1或2所述的碳纳米材料自动化合成设备的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括控制器及与所述控制器连接的以下模块：

合成炉初始化控制模块，通过控制所述合成炉的抽真空阀与进气阀的开闭，并检测所述合成炉内的真空度与压力，使所述合成炉内达到设定真空度后充入惰性气体至设定压力，再抽气至所述设定真空度后再充入惰性气体至所述设定压力，以完成所述合成炉的初始化过程；

加装器控制模块，用于控制所述加装器加装碳棒及控制所述加装器的一级推进杆向所述活化器的进料过程；

活化器控制模块，通过控制所述进料阀及出料阀的开闭、控制所述活化器抽真空阀的开闭、控制所述电极的移动与旋转、控制所述活化过程、控制所述二级推进杆的出料过程，以完成对所述碳棒的活化过程及向所述合成炉的进料过程；

合成炉控制模块，通过控制所述合成炉内的真空度及压力、控制所述阴极的移动以在设定的压力下进行所述放电合成过程，并在所述阴极移动到设定位置时结束所述阴极与所述阳极的放电合成过程；

所述控制器，在所述合成炉初始化模块传来所述初始化过程结束的信号后，依次控制所述加装器控制模块、活化器控制模块及合成炉控制模块，以使所述加装器、活化器及合成炉不间断作业以连续合成所述碳纳米材料。