[发明专利]固相反应体系的测试方法及装置

说明书

本发明提供一种固相反应体系的测试方法及装置，以反应物作为电容器的电介质，形成带有电介质的平板电容，将固定电感与电容并联形成LC回路且将其作为谐振放大电路的组成部分，对谐振放大电路的输入端施予交流信号且使其频率与LC回路的谐振频率相等，即LC回路处于谐振状态，依据电容器C与相对介电常数ε的关系公式C=εS/4πkd和谐振频率f₀与LC常数的关系公式f₀=1/[2π(LC)^1/2]以及LC谐振回路的特性曲线，获得谐振放大电路的输出幅度V₀与相对介电常数ε之间的关系；增大LC回路的Q值，获得更为陡峭的谐振曲线，可获得更好的区分度，通过检测谐振放大电路的输出电压，容易判断反应物是否发生化学反应。

技术领域

本发明涉及化学反应用的测试方法和设备，尤其涉及一种固相反应体系的测试方法及装置，属于化学仪器技术领域。

背景技术

化工生产多数使用液态或气态物质加部分固态粉末来实现，这种常规的化工生产方法耗能多，污染大，操作复杂，也不安全，所以人们在不断探索固-固反应，寻找化工生产的新工艺，采用固-固反应不需要任何溶剂或气体，是一种无污染，低成本的生产方法，探索固-固反应的测试方法很多，如化学方法、气相色谱法、热重方法、毛细管法、MOSSBAUER法、XRD和电导测试法等，其中，电导测试法具有装置简单，观察记录方便而得到研究人员的高度重视，是近年来广泛采用的测试方法。电导测试法虽然具有装置简单，观察记录方便等特点，但也有一些不足，例如：少数固相反应体系（以下简称反应物）虽然发生了化学反应，但其电导率的变化不够明显，有时会给操作人员造成没有发生化学反应的错觉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能与电导测试法互补，以反应物作为LC回路中电容器的电介质，通过测试谐振放大电路的输出幅度变化，间接判断电介质的相对介电常数变化的一种固相反应体系的测试方法及装置。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：所述的方法为：在反应池组件的玻璃管两侧内壁的浅层内均嵌入面积为38×30mm²的电容极板42，嵌入深度为0.1毫米即电容极板42外侧有一层厚度为0.1毫米的玻璃绝缘层，保证电容极板42与反应物之间不导电，以反应物作为电容器的电介质即形成带有电介质的平板电容，在反应池组件下方的底座18内设置电感量固定不变的磁芯电感27，将磁芯电感27与所述平板电容并联形成LC回路，将LC回路作为谐振放大电路28的组成部分，对谐振放大电路28的输入端施予交流信号且使交流信号的频率与LC回路的谐振频率相等，即LC回路处于谐振状态，此时，谐振放大电路28的输出电压幅度为最大。

依据电容器C与相对介电常数ε的关系公式C=εS/4πkd和谐振频率f₀与LC常数的关系公式f₀=1/[2π(LC)^1/2]以及LC谐振回路的特性曲线，获得谐振放大电路的输出幅度V₀与相对介电常数ε之间的关系。

保持谐振放大电路信号源的频率不变，若反应物不发生化学反应，即没有新物质产生，则电介质的相对介电常数不变，电容器的电容量不变，LC回路的谐振频率不变，谐振放大电路28的输出幅度不变，若反应物发生了化学反应，即有新物质产生，则电介质的相对介电常数会增大或减小，电容器的电容量随之增大或减小，LC回路的谐振频率随之降低或升高，谐振放大电路28的输出电压幅度均会降低，通过LC回路陡峭的谐振曲线使较小的频率变化转换成较大的电压幅度输出，通过检测谐振放大电路28的输出电压幅度有否降低即可判断出反应物是否发生了固相化学反应，通过Q值调节可增大LC回路的Q值，以获得更为陡峭的谐振曲线，得到更大的输出幅度变化，即可获得更好的区分度。