[发明专利]用于确定吸附剂材料中包含的被吸附物质的份额的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于测定在用作吸附剂材料的沸石、沸石组合物或硅胶的成形体、颗粒状材料或粉末中包含的被吸附物质的份额的方法。此外，本发明涉及相应的装置。所述被吸附物质例如是水或气体。 

背景技术

为了使某种物质保持远离位于基本封闭的容积中的某种元件，其中这种元件可以被这种物质损害，已知的是在所述容积中引入固体或颗粒状材料形式的吸附剂，其中所述吸附剂收集所述物质，并因此使它保持远离所述元件。例如，电子元件对凝结出来的湿气敏感。吸湿性插入物被安排在共享的壳体中非常邻近所述元件的地方，从空气中抽取水分，从而防止水分凝结出来。已知的吸附剂包括例如沸石和硅胶。然而，吸附剂的收集能力有限，因此需要知道饱和度。 

为了测定散装物品中的含水量，从DE 19717711A1知道具有通过居间空间彼此间隔开的两个电极的测量元件。在将所述测量元件引入散装物品的情况下，所述居间空间填充有散装物品，因此，通过对传导性的后续测量，可以测定散装物品的含水量。这种方法的缺点是，测量的质量取决于中空空间被散装物品填充得有多均匀。这种方法不适合于测定气体含量。 

从DD 135241知道一种测定固体内部含水量的测量用电容器。在固体物质中钻孔，并在需要时，将测量用电容器插入钻孔中。为了测量，将测量用电容器的电极压在钻孔的壁上，供应高频交变电压并测量电容，并由此测定含水量。该发明的缺点是测量用电容器的尺寸和钻孔必须相互匹配。在固体具有较小尺寸或特殊形式的情况下，不可能测量。 

发明内容

本发明的目的是提供容易的方法和相应的装置，利用这种方法和装置可通过用作吸附剂材料的沸石、沸石组合物或硅胶从环境中吸附物质，此外，可以测定所述吸附剂材料中包含的被吸附物质的份额。 

通过下述方法实现所述目的，在该方法中，对于吸附剂材料以成形体的形式存在的情况，把至少两个电极彼此间隔开地施加在该成形体的表面上和/或牢固地插入该成形体中；对于吸附剂材料以粉末或颗粒的形式存在的情况，用相同材料制备成形体，把至少两个电极彼此间隔开地施加在该成形体的表面上和/或牢固地插入该成形体中，并把该成形体持久地插入所述粉末或颗粒状材料中；向所述电极供应交变电流，由此确定作为所述吸附剂材料的电特性变量的电容和/或损耗系数tanδ；并且，基于所确定的电特性变量，确定吸附剂材料中的被吸附物质的份额和吸附剂材料的饱和度。 

在此情况下，布置所述两个电极以使它们形成电容器。所述电容器用于确定所述电特性变量，所述电特性变量取决于在吸附剂材料中包含的被吸附物质的份额并与这种份额具有独特的关系。以这种方式，可以得到关于已收集的被吸附物质的量的信息。在知道吸附剂材料的最大饱和度的情况下，由此还可确定吸附剂材料对于待吸附物质的剩余负荷容量。通过连续测量，或按短时间间隔反复测量，可以监测吸附剂材料的饱和度。被吸附物质包括例如水或极性的气态分子。 

所述方法包括电容或损耗系数tanδ用作电特性变量这样的特征。同样，有可能确定电容和损耗系数两者，尤其是当吸附了两种不同物质并测定它们各自的份额时。在这种情况下，损耗角δ的损耗系数tanδ是指有功功率（resistive power）与无功功率（reactive power）的比率，并与电极的几何形状和在其中和/或其上布置了这些电极的成形体的几何形状无关。可以用以下方式根据试验电容器——即被供应了交变电压的 电极——的电流和电压之间的相移Φ来确定损耗系数tanδ： 

吸附剂材料的饱和度α可从损耗系数tanδ直接确定。类似地，在电容测量的情况下，介电常数是饱和度的量度。介电常数和相应的电容、以及损耗系数也受到不同的被吸附物质不同程度的影响，因为不同的被吸附物质具有不同的极性程度。 

在其他实施方式中，向电极供应频率在1和100kHz之间的交变电流。尤其是沸石作为吸附剂材料时，这个范围尤为有利，因为在这个频率范围中的饱和沸石的损耗系数tanδ几乎与测量频率无关，因此确保了测量的稳定。 

在有利的实施方式中，以烧结法、压制法和/或CIM（陶瓷注射成型）法制备被插入颗粒状材料或粉末中的成形体。如果吸附剂材料是沸石，那么优选从沸石与粘合剂的混合物制备成形体。