CN105043686B - 液氮容器检漏系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液氮容器检漏系统及方法，所述检漏系统包括液氮容器本体和紫外光源，所述液氮容器本体的空腔内盛有液氮，液氮中均匀悬浮分散有复合荧光剂微孔材料，所述复合荧光剂微孔材料是由紫外线荧光剂微粒均匀分散在微孔载体中制备而得，微孔载体的孔径为10～500nm，紫外线荧光剂微粒与微孔载体的重量比为0.5～5：100；所述紫外光源分布在液氮容器本体周围。本发明通过荧光效应达到检测是否存在泄漏的目的，具有操作简单、工作量小、安全可靠、检测效果好、成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种检漏系统，尤其涉及一种液氮容器检漏系统及方法。
背景技术
液氮即液态的氮气，是惰性的，无色，无臭，无腐蚀性，不可燃，温度极低。需要专门的液氮罐进行存储。
工业生产中，用压缩液体空气分馏的方法获得液氮，可以用于作为深度制冷剂，由于其化学惰性，可以直接和生物组织接触，立即冷冻而不会破坏生物活性，因此可以用于：（1）迅速冷冻和运输食品，或制作冰品；（2）进行低温物理学的研究；（3）在科学教育中演示低温状态；（4）提供高温超导体显示超导性所需的温度，例如钇钡铜氧；（5）超频玩家用于冷却CPU、GPU等；（6）可作制冷剂，用来迅速冷冻生物组织，防止组织被破坏；（7）用于工业制氮肥；（8）用于化学检测，如BET比表面积测试法。在生物及医学上，其可以用于：（1）除灭红火蚁；（2）在外科手术中可以用迅速冷冻的方法帮助止血和把-170度的针头插入癌变组织，冻死癌细胞把-170度的针头插入癌变组织，冻死癌细胞除皮肤表面的浅层需要割除的部位；（3）保存活体组织，生物样品以及精子和卵子的储存；（4）冷冻手术用以治疗乳腺癌；（5）冷冻治疗，液氮冷冻治疗是近代治疗学领域中的一门新技术，它就是通过极度冷冻的状态下，将病区细胞迅速杀死，使得病区得到正常的恢复，一般用来治疗瘊子、鸡眼以及皮肤病等。
随着科学技术的不断发展，液氮的用途越来越加广泛，同时，液氮容器如液氮罐的作用也就越来越大。液氮罐的密封性直接影响着其保冷性能，做好液氮罐的密封性检测一般通过肉眼观察，密封性能良好的液氮罐，在经过充入液氮预冷的过程后，再充满液氮时，液氮表面平稳，只能见到轻微的汽泡逸出，而且很快消逝；用盖塞上后逸出少量液氮，并且很快稳定，盖塞浮于液氮罐颈口的液氮上。而密封性能差的罐在充满液氮后，液氮面沸腾而且下降迅速，并有雾状冷气及液氮滴喷出；在罐口的内外及颈部、真空嘴处，甚至液氮罐的外表很快结霜、结露；液氮挥发明显。用肉眼观察的方法来区分液氮罐密封性的好坏，这种方法可以大致检验罐的密封性能是否发生了问题。但是，其操作的便捷度、准确度、可靠性等还有待于进一步提高。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种操作方便、检测效果好的液氮容器检漏系统及方法。
一种液氮容器检漏系统，所述检漏系统包括液氮容器本体和紫外光源，所述液氮容器本体的空腔内盛有液氮，液氮中均匀悬浮分散有复合荧光剂微孔材料，所述复合荧光剂微孔材料是由紫外线荧光剂微粒均匀分散在微孔载体中制备而得，微孔载体的孔径为10～500nm，紫外线荧光剂微粒与微孔载体的重量比为0.5～5：100；所述紫外光源分布在液氮容器本体周围。
优选地，所述检漏系统还包括摄像机，摄像机的数量为一台以上，其沿液氮容器本体周围均匀分布，所述摄像机连接至计算机；所述紫外光源的数量为一个以上，其沿液氮容器本体周围均匀分布。
优选地，所述的微孔载体为聚偏氟乙烯微孔材料。
进一步的，复合荧光剂微孔材料由下述步骤制备而得：
（1）将邻苯二甲酸二丁酯和十二醇按重量比1：0.5～2配制成混合溶剂；
（2）向混合溶剂中加入紫外线荧光剂，紫外线荧光剂占混合溶剂的重量含量为0.5～2%，搅拌均匀；
（3）向混合溶剂中加入聚偏氟乙烯的粉粒，超声波均质，聚偏氟乙烯用量为紫外线荧光剂重量的20～200倍；
（4）采用热致相分离法制备得到附着有紫外线荧光剂的聚偏氟乙烯微孔膜，微孔膜的孔径为10～500nm；
（5）将聚偏氟乙烯微孔膜置于密封容器中，高压灌注50～80MPa压力，瞬间压力释放，固体物膨胀粉碎而得到聚偏氟乙烯微孔材料。
优选地，所述的微孔载体为活性炭微孔材料。
进一步的，复合荧光剂微孔材料由下述步骤制备而得：
（1）活性炭均质粉碎，粒径控制在300目以下；
（2）将活性炭与紫外线荧光剂混合，紫外线荧光剂用量占活性炭用量的0.5～5wt%，固体混合物再与液态光固化胶水混合，光固化胶水用量占固体混合物的1～5wt%；
（3）在紫外线光照射下，对步骤（2）制得物进行喷雾干燥而得到活性炭微孔材料。
优选地，所述的微孔载体为珍珠岩微孔材料。
进一步的，复合荧光剂微孔材料由下述步骤制备而得：
（1）膨胀珍珠岩均质粉碎，粒径控制在300目以下；
（2）将珍珠岩与紫外线荧光剂混合，荧光剂用量占珍珠岩的0.5～5wt%，固体混合物再与液态光固化胶水混合，光固化胶水用量占固体混合物的1～5wt%；
（3）在紫外线光照射下，对步骤（2）制得物进行喷雾干燥而得到珍珠岩微孔材料。
一种所述系统用于液氮容器检漏的方法，包括下述步骤：
（1）将紫外线荧光剂微粒均匀分散在微孔载体中制备得到复合荧光剂微孔材料，再与液氮混合，使复合荧光剂微孔材料均匀悬浮分散在液氮中；
（2）液氮容器本体中加入带有复合荧光剂微孔材料的液氮；
（3）在液氮容器本体周围采用紫外光源照射，如果显示有彩色荧光，则判断有液氮泄漏，否则无液氮泄漏。
优选地，用摄像机拍摄液氮容器本体周围，将图像输入到计算机进行图像处理，通过图像比对判断有无液氮气体泄漏。
本发明将紫外线荧光剂微粒均匀分散在微孔载体中，使紫外线荧光剂在使用时，可以在液氮中达到有效混合并保持悬浮状态。
本发明在进行第二次检测前，应该用强气流清理前一次检测泄漏物，避免前一次检测对后续检测的影响。
本发明的复合紫外荧光粉具有很好的飘逸性，能够随液氮均匀散布在各个角落，可以对狭小空间及隐蔽的区域进行检漏，可检测的漏点尺寸小；本发明的检漏方法能够对漏点进行准确定位，且直观明显。本发明通过荧光效应达到检测是否存在泄漏的目的，具有操作简单、工作量小、安全可靠、检测效果好、成本低等优点。
附图说明
图1是本发明液氮检漏系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
参照图1，一种液氮容器检漏系统，包括液氮容器本体1、摄像机2和紫外光源3，所述液氮容器本体1的空腔内通有带有复合荧光剂微孔材料的液氮，所述复合荧光剂微孔材料均匀悬浮分散在液氮中，复合荧光剂微孔材料是由紫外线荧光剂微粒均匀分散在微孔载体中制备而得，微孔载体的孔径为10～500nm，所述摄像机2和紫外光源3分布在液氮容器本体1周围。
所述的微孔载体为聚偏氟乙烯微孔材料，复合荧光剂微孔材料由下述步骤制备而得：
（1）将邻苯二甲酸二丁酯和十二醇按重量比1：1配制成混合溶剂；
（2）向混合溶剂中加入紫外线荧光剂，紫外线荧光剂占混合溶剂的重量含量为4.0%，搅拌均匀；
（3）向混合溶剂中加入聚偏氟乙烯的粉粒，超声波均质，聚偏氟乙烯用量为紫外线荧光剂重量的90倍；
（4）采用热致相分离法制备得到附着有紫外线荧光剂的聚偏氟乙烯微孔膜，微孔膜的孔径为30nm；
（5）将聚偏氟乙烯微孔膜置于密封容器中，高压灌注70MPa压力，瞬间压力释放，固体物膨胀粉碎而得到聚偏氟乙烯微孔材料。
所述摄像机2的数量为三台，所述紫外光源3的数量为三个，所述摄像机2与紫外光源3间隔且均匀分布在液氮容器本体1周围。所述摄像机2连接至计算机4，可以实现多角度全方位监控，且结果直观可见。
实施例2
参照图1，一种液氮容器检漏系统，包括液氮容器本体1、摄像机2和紫外光源3，所述液氮容器本体1的空腔内通有带有复合荧光剂微孔材料的液氮，所述复合荧光剂微孔材料均匀悬浮分散在液氮中，复合荧光剂微孔材料是由紫外线荧光剂微粒均匀分散在微孔载体中制备而得，所述摄像机2和紫外光源3分布在液氮容器本体1周围。
所述的微孔载体为活性炭微孔材料，复合荧光剂微孔材料由下述步骤制备而得：
（1）活性炭均质粉碎，粒径控制在300目以下；
（2）将活性炭与紫外线荧光剂混合，紫外线荧光剂用量占活性炭用量的4wt%，固体混合物再与液态光固化胶水混合，光固化胶水用量占固体混合物的4wt%；
（3）在紫外线光照射下，对步骤（2）制得物进行喷雾干燥而得到活性炭微孔材料。
所述摄像机2的数量为三台，所述紫外光源3的数量为三个，所述摄像机2与紫外光源3间隔且均匀分布在液氮容器本体1周围。所述摄像机2连接至计算机4，可以实现多角度全方位监控，且结果直观可见。
实施例3
参照图1，一种液氮容器检漏系统，包括液氮容器本体1、摄像机2和紫外光源3，所述液氮容器本体1的空腔内通有带有复合荧光剂微孔材料的液氮，所述复合荧光剂微孔材料均匀悬浮分散在液氮中，复合荧光剂微孔材料是由紫外线荧光剂微粒均匀分散在微孔载体中制备而得，所述摄像机2和紫外光源3分布在液氮容器本体1周围。
所述的微孔载体为珍珠岩微孔材料，复合荧光剂微孔材料由下述步骤制备而得：
（1）膨胀珍珠岩均质粉碎，粒径控制在300目以下；
（2）将珍珠岩与紫外线荧光剂混合，荧光剂用量占珍珠岩的4.2wt%，固体混合物再与液态光固化胶水混合，光固化胶水用量占固体混合物的3.5wt%；
（3）在紫外线光照射下，对步骤（2）制得物进行喷雾干燥而得到珍珠岩微孔材料。
所述摄像机2的数量为三台，所述紫外光源3的数量为三个，所述摄像机2与紫外光源3间隔且均匀分布在液氮容器本体1周围。所述摄像机2连接至计算机4，可以实现多角度全方位监控，且结果直观可见。
实施例4
参照图1，一种液氮容器检漏的方法，包括下述步骤：
（1）将紫外线荧光剂微粒均匀分散在微孔载体中制备得到复合荧光剂微孔材料（制备方法参照实施例1），再与液氮混合，使复合荧光剂微孔材料均匀悬浮分散在液氮中；
（2）液氮容器本体1中加入带有复合荧光剂微孔材料的液氮；
（3）在三个紫外光源（紫外灯）3照射下，如果显示有彩色荧光，则判断有液氮泄漏，否则无液氮泄漏。用三台摄像机2拍摄液氮容器本体图像；其中，所述三台摄像机沿液氮容器本体周围均匀分布，且分别连接至计算机；所述三个紫外光源沿液氮容器本体周围均匀分布，且摄像机与紫外光源间隔设置；
（4）计算机4进行图像处理，通过图像判断有无荧光气体泄漏，若有，则说明液氮容器本体存在漏点，直观性强，便于判别，检测结果可靠；
（5）第二次检测前，用强气流清理前一次检测泄漏物。
Claims (3)
1.一种液氮容器检漏系统，其特征在于：所述检漏系统包括液氮容器本体和紫外光源，所述液氮容器本体的空腔内盛有液氮，液氮中均匀悬浮分散有复合荧光剂微孔材料，所述复合荧光剂微孔材料是由紫外线荧光剂微粒均匀分散在微孔载体中制备而得，微孔载体的孔径为10～500nm，紫外线荧光剂微粒与微孔载体的重量比为0.5～5：100；所述紫外光源分布在液氮容器本体周围；
所述检漏系统还包括摄像机，摄像机的数量为一台以上，其沿液氮容器本体周围均匀分布，所述摄像机连接至计算机；所述紫外光源的数量为一个以上，其沿液氮容器本体周围均匀分布；
所述的微孔载体为聚偏氟乙烯微孔材料、活性炭微孔材料、珍珠岩微孔材料中的一种；
所述的微孔载体为聚偏氟乙烯微孔材料时，复合荧光剂微孔材料由下述步骤制备而得：
（1）将邻苯二甲酸二丁酯和十二醇按重量比1：0.5～2配制成混合溶剂；
（2）向混合溶剂中加入紫外线荧光剂，紫外线荧光剂占混合溶剂的重量含量为0.5～2%，搅拌均匀；
（3）向混合溶剂中加入聚偏氟乙烯的粉粒，超声波均质，聚偏氟乙烯用量为紫外线荧光剂重量的20～200倍；
（4）采用热致相分离法制备得到附着有紫外线荧光剂的聚偏氟乙烯微孔膜，微孔膜的孔径为10～500nm；
（5）将聚偏氟乙烯微孔膜置于密封容器中，高压灌注50～80MPa压力，瞬间压力释放，固体物膨胀粉碎而得到聚偏氟乙烯微孔材料；
所述的微孔载体为活性炭微孔材料时，复合荧光剂微孔材料由下述步骤制备而得：
（1）活性炭均质粉碎，粒径控制在300 目以下；
（2）将活性炭与紫外线荧光剂混合，紫外线荧光剂用量占活性炭用量的0.5～5wt%，固体混合物再与液态光固化胶水混合，光固化胶水用量占固体混合物的1～5wt%；
（3）在紫外线光照射下，对步骤（2）制得物进行喷雾干燥而得到活性炭微孔材料；
所述的微孔载体为珍珠岩微孔材料时，复合荧光剂微孔材料由下述步骤制备而得：
（1）膨胀珍珠岩均质粉碎，粒径控制在300目以下；
（2）将珍珠岩与紫外线荧光剂混合，荧光剂用量占珍珠岩的0.5～5wt%，固体混合物再与液态光固化胶水混合，光固化胶水用量占固体混合物的1～5wt%；
（3）在紫外线光照射下，对步骤（2）制得物进行喷雾干燥而得到珍珠岩微孔材料。
2.一种权利要求1所述系统用于液氮容器检漏的方法，其特征在于包括下述步骤：
（1）将紫外线荧光剂微粒均匀分散在微孔载体中制备得到复合荧光剂微孔材料，再与液氮混合，使复合荧光剂微孔材料均匀悬浮分散在液氮中；
（2）液氮容器本体中加入带有复合荧光剂微孔材料的液氮；
（3）在液氮容器本体周围采用紫外光源照射，如果显示有彩色荧光，则判断有液氮泄漏，否则无液氮泄漏。
3.根据权利要求2所述的液氮容器检漏的方法，其特征在于：用摄像机拍摄液氮容器本体周围，将图像输入到计算机进行图像处理，通过图像比对判断有无液氮气体泄漏。
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