[发明专利]一种基于激光折射的物质溶解度高精度测量装置

说明书

技术领域

本发明属于测试装置技术领域，特别涉及一种基于激光折射的物质溶解度高精度测量装置。

背景技术

物质溶解度是化学热力学的重要研究内容。工程中的软岩遇水软化和矿物溶解度有密切关系，研究二者的关系对于深刻理解软岩软化的本质，了解软岩遇水损伤破坏过程具有重大意义。固液平衡时软岩矿物溶解度一般很低，判断溶解平衡点的极小误差也会对其溶解度测量结果可产生巨大的影响，而常规方法难以准确确定溶解平衡点。因此，有必要开发一种高精度测量装置，专门针对软岩矿物这类物质的溶解度进行测定。

传统的测量物质溶解度方法主要有平衡法和动态法两种。平衡法中固定测量温度，将过量的溶质与适量的溶剂混合，经过搅拌、长时间静置后取溶液上层清液进行化学分析或重量法分析，得到其浓度，循环几次测得的浓度值保持一致时，即认为该浓度值为相应温度下物质溶解度。平衡法的不足有：分析上层清液浓度时，溶剂容易挥发可造成较大误差；化学分析操作较为繁琐；“循环几次测得的浓度值保持一致”时没有检查溶液是否均匀，因此不能确定所测溶液此时是否真正达到溶解平衡点。动态法又可以分为变温法和恒温法。变温法中逐渐升温，当定量的溶质刚好全部溶解于定量的溶剂中，此时直接计算出该温度下物质溶解度。恒温法中固定温度，在过量的溶质中逐渐添加溶剂，当全部溶质刚好溶解时，也可计算出该温度下物质溶解度。动态法不足之处在于需要肉眼判断溶解平衡点，具有较大的人为误差。激光由于速度快、抗光及抗电干扰能力强等特点越来越被广泛应用。近年来激光光强监控系统逐渐用于溶解度动态法测量中，其原理是随着溶剂的加入，固体溶质逐渐溶解，溶液中悬浮固体溶质逐渐减少，激光接收器接收激光的光强逐渐增大，接收激光光强最大时即溶解平衡点。相比肉眼判断溶解平衡点，用激光光强监控系统判断溶解平衡点有了较大进步，减少了人为误差，但仍存在不足：要求测量对象是固体；只对单一激光传播路径上激光光强进行监控，“接收激光光强最大”即溶解平衡时没有检查溶液是否均匀，因此不能确定所测溶液此时是否真正达到溶解平衡点。

综上所述，亟需一种操作简单、适用性广(溶质既可以是固体也可以是液体)的物质溶解度高精度测量装置，该装置能够通过检查溶液均匀性来提高溶液达到溶解平衡点的准确性。

发明内容

为了克服上述已有技术中存在的不足，本发明目的在于提供一种操作简单、适用性广、稳定性好、精度高的基于激光折射的物质溶解度高精度测量装置。

本发明涉及一种基于激光折射的物质溶解度高精度测量装置，可在不同恒温条件下基于激光折射判断溶液的溶解平衡点，高精度测量物质溶解度，该装置包括溶解系统、溶解平衡点判断系统。

1、溶解系统

溶解系统由恒温水箱(1)、方形玻璃夹套外瓶(10)、方形玻璃夹套内瓶(13)、磁力搅拌器(3)、磁力搅拌转子(9)、精密温度计(15)、溶质进样管(16)、溶剂进样管(17)组成，所述的方形玻璃夹套外瓶(10)开设有循环出水孔(14)和循环进水孔(8)，可使溶质在不同恒温条件的溶剂中溶解，同时可向方形玻璃夹套内瓶(13)溶液添加溶剂或溶质。

2、溶解平衡点判断系统

所述的溶解平衡点判断系统由固定支座I(2)、同步同位移移动支座I(11)、激光发射器(12)、固定支座II(4)、同步同位移移动支座II(6)、面阵CCD(7)、计算机(5)组成，可基于激光折射灵敏的检查溶液均匀性来提高溶液达到溶解平衡点的准确性。

本发明具有以下优点：

1、无需取样进行化学分析或重量法分析，操作简单，大大减少测量误差；

2、基于激光折射判断溶解平衡点，测量对象可为固体溶质或液体溶质，适用性广；

3、基于激光折射灵敏的检查溶液均匀性来提高溶液达到溶解平衡点的准确性，稳定性好，精度高。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

图2是本发明中激光传播路径示意图(俯视图)。

图3是本发明中面阵CCD正面像素点接收激光示意图。

其中，1.恒温水箱，2.固定支座I，3.磁力搅拌器，4.固定支座II，5.计算机，6.同步同位移移动支座II，7.面阵CCD，8.循环进水孔，9.磁力搅拌转子，10.方形玻璃夹套外瓶，11.同步同位移移动支座I，12.激光发射器，13.方形玻璃夹套内瓶，14.循环出水孔，15.精密温度计，16.溶质进样管，17.溶剂进样管。

具体实施方式