[发明专利]一种甲烷水溶量的测定装置及测定方法

权利要求书

1.一种甲烷水溶量的测定装置，其特征在于，所述测定装置包括：

联颈瓶，所述联颈瓶用于盛放液体与甲烷，甲烷溶解于所述液体中，以测量甲烷在液体中的溶解量，所述联颈瓶上具有刻度线；

甲烷气源瓶，所述甲烷气源瓶用于储存甲烷，所述甲烷气源瓶通过第一管道与所述联颈瓶连通；

水源瓶，所述水源瓶用于储存液体，所述水源瓶通过第二管道与所述联颈瓶连通，所述第二管道上设置有抽水泵，所述抽水泵用于将液体泵入所述联颈瓶中；

所述联颈瓶包括上分瓶、下分瓶与联通颈；

所述联通颈设置在上分瓶与下分瓶之间，用于将上分瓶与下分瓶连通起来；

所述上分瓶与下分瓶的体积与外形均相同；

所述联通颈上设置有刻度线；

所述甲烷气源瓶通过第一管道与所述下分瓶连通，所述水源瓶通过第二管道与所述下分瓶连通；

所述上分瓶通过第三管道连接有真空泵，所述真空泵用于将所述联颈瓶抽取为真空状态；

所述第一管道上设有第一阀门，第二管道上设置有第二阀门，第三管道上设置有第三阀门，所述第一阀门、第二阀门与第三阀门均用于控制管道的通断；

所述第一管道伸入所述下分瓶的底部，在第一管道的端部连接有导气管；

所述导气管上设有多个孔，所述导气管设置在所述下分瓶中的下部位置；

所述上分瓶上设置有压力传感器，所述压力传感器用于实时监测所述联颈瓶内的压力变化情况；

所述第一管道上设置有流量传感器，所述流量传感器用于实时监测甲烷通入所述联颈瓶中的流量；

所述压力传感器与所述流量传感器均连接数据采集器，所述数据采集器用于计算出通入联颈瓶内甲烷的体积V。

2.根据权利要求1所述的甲烷水溶量的测定装置，其特征在于，所述第一管道上设置有调压阀，所述调压阀用于调节甲烷气源瓶通向所述联颈瓶的气体压力。

3.根据权利要求2所述的甲烷水溶量的测定装置，其特征在于，所述测定装置还包括水浴箱，所述联颈瓶设置于水浴箱中；

所述水浴箱为数显恒温水浴箱。

4.根据权利要求3所述的甲烷水溶量的测定装置，其特征在于，所述下分瓶的底部设置有排污管，所述排污管上设置有排污阀，所述排污阀用于控制所述排污管的通断。

5.根据权利要求4所述的甲烷水溶量的测定装置的测定方法，其特征在于，所述测定方法包括以下步骤：

步骤S1，关闭第一阀门、第二阀门与排污阀，开启第三阀门，启动真空泵，将联颈瓶内的空气抽至真空状态；

步骤S2，关闭第三阀门，开启第二阀门，打开抽水泵将液体泵入到联颈瓶内，待水面到达联通颈的零刻度位置后，关闭抽水泵与第二阀门，记录注入水的体积V₁；

步骤S3，开启水浴箱，使联颈瓶内液体的温度升到T₁；

步骤S4，开启第一阀门，将调压阀的压力值调至P₁，甲烷气源瓶中的甲烷气体通入联颈瓶中，待压力传感器和流量传感器在数据采集器上显示的数值稳定，关闭第一阀门；

步骤S5，计算甲烷气体的溶解量Q₁，甲烷溶于水后，下分瓶中的水面上涨，读取联通颈中的刻度，然后联通颈的总容积减去读取的数值得到体积S，经流量传感器的流量数据计算出通入联颈瓶内的甲烷体积V，在压强P₁、温度T₁状态下，甲烷气体在水中的溶解量Q₁为：Q₁=V－V₁－S；

步骤S6，保持联颈瓶中压强P₁不变，将水浴箱温度调为T₂，T₃……T_n，根据步骤S5中公式可得出，在压强P₁、温度分别为T₂，T₃……T_n时，甲烷气体在水中的溶解量Q₂，Q₃……Q_n；

步骤S7，将温度保持在T₁不变，调节调压阀，使气体压力值调整至P₂，P₃……P_n，重复步骤S1-S5，得出，在温度T₁，压力分别为P₂，P₃……P_n状态时，甲烷气体在水中的溶解量q₂，q₃……q_n；

步骤S8，试验结束后，打开排污阀，通过排污管排出污水。