[实用新型]一种医用镁合金生物降解性能拆卸式集气测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于材料/器械性能测试技术领域，涉及一种对液态介质中特定区域产生的不溶性气体以排液集气原理进行实时收集和同步精确定量的装置。

背景技术

排液集气原理在科学研究和实验教学中已被广为利用。其中，用于镁合金腐蚀防护性能如生物降解性能评价的析氢测量法就是典型案例。镁合金在水基介质如海水、模拟体液等中发生降解时，阴极去极化反应以析氢反应为主，总反应方程式如下：

若对可能涉及到的中间步骤不予考虑，上述总反应可以分解如下：

阳极溶解：M→Mⁿ⁺+ne^-           (2)

阴极析氢：2H₂O+2e^-→H₂+2OH^-    (3)

副反应：Mⁿ⁺+nOH^-→M(OH)_n       (4)

其中，(1)-(4)式中M表示Mg或镁合金中的主要合金元素。

据此电化学原理，通过收集降解产生的不溶性气体——氢气(H₂)并对其体积进行定量，进而利用气体状态方程计算其物质的量，之后结合反应方程式(1)经计算即可获知镁合金的阳极溶解(腐蚀降解)信息。因此，作为一种气体容量法，析氢测量法在镁合金腐蚀降解研究尤其是1)降解产物难以彻底清除，或2)非均匀降解，或3)基于大量实时数据要求的动力学研究中具有特殊的价值。在析氢测量中，氢气的收集、定量是核心是关键。现有析氢测量法所用装置包括独立的漏斗和量气管(如滴定管)，主要操作步骤如下：将样品放入盛有溶液的容器(如烧杯)，容器上倒扣一漏斗，漏斗尾端再倒扣一量气管，漏斗和量气管在实验开始前吸满溶液，样品产生的氢气通过漏斗进入量气管，置换其中的溶液，从而实现气体的收集，收集到的气体量通过量气管刻度获取。上述装置和方法看似简单，但实际操作时却存在以下主要弊端：

1)为保证漏斗和量气管中能吸满溶液以及通过漏斗收集到的气体最终能进入量气管以便计量，漏斗小口端必须位于量气管内而量气管管口必须位于液面以下，由此导致漏斗位置因装夹不便而难以控制。除非依靠专用的支撑装置，否则漏斗只能落于容器底部与容器形成相对闭合的空间，造成：A.影响漏斗内、外溶液的物质交换，并最终影响受漏斗笼罩的试样的性能测试结果；B.由于难以实时调整其中样品的位姿从而控制其有效工作面积，因此在样品发生倾、倒等意外时易导致实验失败。

2)由于量气管和漏斗对样品上部空间的封堵，无法采用常规的简单易行的“悬吊式”载样法进行样品装载，因此导致系列不便，甚至影响实验结果。

3)由于受漏斗和量气管形状及规格所限，集气量和计量精度同时受到限制。

4)由于常规量气管无长度刻度，导致管内、管外液位差的测量存在诸多不便。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有方法及装置的不足，提供一种易携带、使用方便、测量精准、通用性强的医用镁合金生物降解性能拆卸式集气测量装置。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：一种医用镁合金生物降解性能拆卸式集气测量装置，包括主量气管、副量气管、导气罩、旋塞阀和引流管，其中主量气管为独立构件，其上端设有外螺纹，下端设有内螺纹；导气罩为独立构件，呈漏斗状，其小口端设有与主量气管下端内螺纹匹配的用于与主量气管紧固连接的外螺纹；副量气管下端设有与主量气管上端外螺纹匹配的用于与主量气管紧固连接的内螺纹，其上端通过旋塞阀与引流管相连。

所述导气罩的大口端内腔设有样品挂钩。

所述样品挂钩整体呈“L”型，一端与导气罩罩体内壁固定连接，另一端翘起，水平段有“一”字型带齿或带洞的挂样平台或“V”字型挂样槽，且水平段中心点位于导气罩的中轴线上。

所述主量气管和副量气管管壁分别设有计量起点相同的长度刻度，且长度刻度区管壁透明。

所述主量气管和副量气管管壁分别设有计量起点相同的容量刻度，且容量刻度区管壁透明。

所述副量气管、旋塞阀与引流管三者一起构成独立构件。

所述引流管为中空竹节管，其自由端为敞开式。

与现有技术相比，本实用新型具有如下突出效果：

1)可根据量程、精度要求和样品尺寸等实际情况，自由选择相应的独立组件，组装后即可使用，用毕后方便拆卸。

2)量气管中气体体积可通过管中液位变化直接获取，量程、精度和灵敏度等均可通过管径选择进行灵活控制，便于满足微量或大量气体生成反应应用之需。