[发明专利]使用流动气体对多孔固体和粉末材料进行表面表征的系统和动态体积方法

权利要求书

1.一种使用流动气体对多孔固体或粉末样品进行表面表征的系统，所述系统包括：

第一质量流量控制器，其配置为递送可控质量流量的载气；

第二质量流量控制器，其配置为递送可控质量流量的吸附气；

混合器，其具有耦合到所述第一质量流量控制器和所述第二质量流量控制器的输入端并且配置为将所述载气与所述吸附气的混合物递送到至少第一测量通道；

第一流量控制装置，其耦合到所述混合器；

第一样品池，其布置在所述第一测量通道内，所述第一样品池配置为容纳第一量的所述样品并且使所述混合物流过或流经所述第一量的所述样品；

第一冷却器，其配置为选择性地冷却所述第一样品池；

第一浓度检测器，其耦合到所述第一样品池的下游并且配置为提供指示所述混合物中的在所述第一样品池下游的吸附气浓度的信号；以及

控制器，其耦合到所述第一质量流量控制器和所述第二质量流量控制器以及所述第一浓度检测器，所述控制器配置为响应于来自所述第一质量流量控制器和所述第二质量流量控制器各自的第一输出信号和第二输出信号而控制所述第一质量流量控制器和所述第二质量流量控制器，以便将所述混合物中的目标浓度的所述吸附气递送到所述第一样品池，并且基于来自所述第一浓度检测器的信号以及所述第一输出信号和所述第二输出信号来确定由所述样品吸附并解吸附的吸附气的量。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器配置为在所述样品的表征期间控制所述第一质量流量控制器和所述第二质量流量控制器，以改变所述吸附气在所述混合物中的浓度。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器配置为在所述样品的表征期间控制所述第一冷却器，以冷却所述第一样品池。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一冷却器包括杜瓦瓶，其配置为容纳液氮并且在所述样品的表征期间用所述液氮包裹所述第一样品池。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一浓度检测器包括：

壳体，其限定出流道，所述流道配置为使所述混合物从壳体入口流到壳体出口；以及细丝腔，其具有闭合端和与所述流道相交的开口端；

热电装置，其接触所述壳体；

细丝，其布置在所述细丝腔内；

其中，所述控制器控制对所述细丝的功率以将所述细丝维持在第一设定点温度，并且控制对所述热电装置的功率以将所述壳体维持在比所述第一设定点温度更低的第二设定点温度。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一流量控制装置包括毛细管或针阀。

7.根据权利要求1所述的系统，还包括：

第一延迟回路；以及

阀，其配置为基于所述阀的位置将所述第一样品池下游的混合物选择性地引导到所述第一延迟回路或所述第一浓度检测器。

8.根据权利要求1所述的系统，还包括第一大气缓冲回路，其位于所述第一浓度检测器的下游。

9.根据权利要求8所述的系统，还包括第一流量计，其布置在所述第一浓度检测器与所述大气缓冲回路之间。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一浓度检测器包括热导检测器。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一浓度检测器包括：

壳体；

热交换器，其配置为调节所述混合物进入所述第一浓度检测器的温度；

热导检测器，其耦合到所述热交换器；和

温度调节器，其耦合到所述控制器并且配置为基于所述热导检测器的电压和电流，响应于来自所述控制器的信号来选择性地控制所述壳体和所述热交换器的温度。