[发明专利]一种新型气体恒压扩散装置

说明书

本发明公开了一种新型气体恒压扩散装置，包括气体腔、扩散腔、恒温槽以及控压气瓶，所述气体样体瓶、气体腔、扩散腔和控压气瓶通过管路依次连接，且分别为第一连接管路，第二连接管路和第三连接管路；所述气体样体瓶和所述气体腔的所述第一连接管路上依次设置有第一阀门和第三阀门，所述第一连接管路上串联有第四连接管路并连接一真空泵，且第四连接管路上还设置有第二阀门；所述气体腔和所述扩散腔的所述第二连接管路上设置有第四阀门，所述气体腔和所述扩散腔均设置于恒温槽内；本使用新型使用的设计简单合理，而且实验测量简单，操作简单方便所需成本较低，对恒压下气体扩散的检测简单直观，对实验者的科学创造起到了很好的促进作用。

技术领域

本发明涉及一种气体扩散装置，尤其是涉及一种新型气体恒压扩散装置，涉及化学工程和流体热物性测量领域。

背景技术

扩散系数作为流体的三大迁移性质之一，是研究流体分子运动和传递现象的基础参数，例如它是溶液的混合和分离过程、化学反应的限制性因素。目前对于气体在液体中扩散系数的测量方法报道较多，主要包括：压力衰减法、重力天平法、时间延迟法、动态光散射法、实时浓度测量法等。其中压力衰减法应用最为广泛，它主要通过测量恒定体积下气体在液体扩散过程中压力与时间的变化关系得到扩散系数，该方法实验装置简单，成本较低，操作方便。然而，在恒定的体积下，扩散腔内的压力随着气体的溶解不断降低，这种方法很难测量某个恒定压力下的扩散系数。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有气体恒压扩散装置的缺陷，提供一种新型气体恒压扩散装置，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型气体恒压扩散装置，包括气体腔、扩散腔、恒温槽以及控压气瓶，所述气体样体瓶、气体腔、扩散腔和控压气瓶通过管路依次连接，且分别为第一连接管路，第二连接管路和第三连接管路；所述气体样体瓶和所述气体腔的所述第一连接管路上依次设置有第一阀门和第三阀门，所述第一连接管路上串联有第四连接管路并连接一真空泵，且第四连接管路上还设置有第二阀门；所述气体腔和所述扩散腔的所述第二连接管路上设置有第四阀门，所述气体腔和所述扩散腔均设置于恒温槽内；所述扩散腔和所述控压气瓶的所述第三连接管路上设置有减压阀，且所述第三连接管路上还并联第五连接管路，所述第五连接管路上设置有第五阀门；所述气体腔上设置第一压力传感器，所述扩散腔内设置有可移动活塞，所述可移动活塞将扩散腔分隔为上腔室和下腔室；所述控压气瓶通过所述第三连接管路和上腔室相连，所述扩散腔上设置有第二压力传感器和位移传感器，所述气体腔通过第二连接管路和所述扩散腔的下腔室相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述扩散腔上设置有用于观测待测液体液面位置的变化以及气体扩散过程的可视窗。

作为本发明的一种优选技术方案，所述扩散腔内设置有上支架和下支架，所述可移动活塞的移动限制在上支架、下支架之间。

作为本发明的一种优选技术方案，所述装置还包括数据采集与分析系统，第一、第二压力传感器、位移传感器以及用于检测恒温槽温度的温度计分别与数据采集与分析系统相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述数据采集与分析系统根据恒温恒压下气体扩散的过程中采集的可移动活塞位移计算不同时刻气体扩散的空间平均浓度，进而得到气体在液体中的扩散系数。