[实用新型]一种快速升温热重分析仪

说明书

技术领域

本实用新型属于测量仪器领域，更具体地，涉及一种热重分析仪。

背景技术

热重分析仪是一种利用热重法检测物质质量—温度变化关系的仪器。当被测物质在加热过程中有蒸发、热解、气化、氧化等反应时，被测的物质质量就会发生变化。热重法的重要特点是定量性强，能准确地测定物质的质量变化及变化的速率。然而，热重法分析技术仍存在一定的局限性。

首先，目前实验室用的热重分析仪，加热速率最高只能达到100K/min，与实际工业过程中物质的升温速率有较大差异，无法满足某些研究的需要。例如，对于粉煤炉的锅炉中，燃料喷入锅炉炉膛后，升温速率达到 1000-10000K/s，这与热重的升温速率相距甚远。其次，热重实际运行过程中，升温速率会出现偏差，由于炉膛体积较大，随着温度越高，炉体散热损失越大，导致升温速率降低，这就需要对样品温度进行反馈调节校正样品温度进行反馈调节校正，然而，目前热重分析仪都是通过炉膛辐射及对流传热对样品进行升温，通过调整整体大炉膛的温度控制样品温度，其调节过程十分迟缓，无法保证升温速率的准确性，对实验结果有极大的干扰。

再次，当需要使用热重联用技术，通过联接气体分析仪同步测量气体产物时，由于目前热重分析仪大多使用坩埚作为反应器，样品的堆积效应严重(导致温度分布不均，局部温度过高)，气体停留时间长也是导致二次反应的原因之一。对于某些化学反应，反应生成的气态产物之间或气态产物与样品之间容易发生二次反应，使得气态产物浓度发生改变，造成测量误差。

综上所述，目前实验室用的热重分析仪还存在以下问题：

1)目前的热重分析仪的加热速率最高只能达到100K/min，无法模拟某些实际的工业过程，不利于深入探讨化学反应机理，存在很大的局限性。

2)通过炉膛辐射传热对样品进行升温，炉膛体积大，温度信号反馈调节过程迟缓，无法精准地控制升温速率。

3)对于某些反应过程，二次反应显著，并且很难控制和避免，当需要对气体产物进行同步分析时，二次反应将对测量结果的准确性造成极大干扰。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种快速升温热重分析仪，其目的在于克服现有热重技术中存在着加热速率慢、温度调节迟缓以及二次反应严重等问题，具有升温速率快，温度控制精准以及二次反应影响小等优点。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种快速升温热重分析仪，其特征在于，包括基座、电子分析天平、多孔支撑圆管、加热装置、温度控制系统、玻璃罩和数据采集分析装置，其中，

所述基座包括天平室、垫底调整螺柱和支撑凸台，所述天平室中空，所述垫底调整螺柱设置在天平室的内底面上，所述支撑凸台位于所述天平室上方并通过所述天平室承接，此外，所述支撑凸台上设置有走线通道；

所述电子分析天平设置于所述天平室内并通过所述垫底调整螺柱承接；

所述多孔支撑圆管竖直设置，其穿过所述支撑凸台和所述天平室后通过所述电子分析天平承接，所述多孔支撑圆管的侧壁具有多个通孔；

所述加热装置包括倒U型铜管、金属网反应器和电极，所述倒U型铜管的两个端部搁置在所述支撑凸台上并且其内腔与所述支撑凸台的走线通道连通，所述金属网反应器通过所述多孔支撑圆管承接，所述电极安装在所述倒U型铜管上并且通过连接导线与所述金属网反应器连接，此外，所述电极还通过供电导线连接所述温度控制系统，以用于对所述金属网反应器供电加热，所述供电导线从所述支撑凸台的走线通道穿过所述支撑凸台，并从所述倒U型铜管的内腔和侧壁上的开口穿过所述倒U型铜管；

所述温度控制系统包括热电偶、信号线和温度控制器，所述热电偶固定安装在所述倒U型铜管的顶部，其通过所述信号线与所述温度控制器连接，并且所述从信号线所述支撑凸台的走线通道穿过所述支撑凸台，并从所述倒U型铜管的内腔和侧壁上的开口穿过所述倒U型铜管，所述温度控制器通过所述供电导线连接所述电极；

所述玻璃罩通过所述支撑凸台承接并罩住所述多孔支撑圆管、金属网反应器和倒U型铜管，所述玻璃罩的侧壁设置有进气口并且其顶部设置有排气口；

所述数据采集分析装置分别与所述电子分析天平和所述温度控制器连接。

优选地，所述金属网反应器为2～4层金属网折叠而成，通过螺钉与所述多孔支撑圆管顶部螺孔连接固定。

优选地，所述金属网反应器与所述多孔支撑圆管之间设置有云母薄片。