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CN111649783A - 一种ph/eh测试系统 - Google Patents

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CN111649783A
CN111649783A CN202010660334.7A CN202010660334A CN111649783A CN 111649783 A CN111649783 A CN 111649783A CN 202010660334 A CN202010660334 A CN 202010660334A CN 111649783 A CN111649783 A CN 111649783A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
heating
box
double
glove box
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010660334.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李娜娜
苏锐
曹胜飞
谢敬礼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Research Institute of Uranium Geology
Original Assignee
Beijing Research Institute of Uranium Geology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Research Institute of Uranium Geology filed Critical Beijing Research Institute of Uranium Geology
Priority to CN202010660334.7A priority Critical patent/CN111649783A/zh
Publication of CN111649783A publication Critical patent/CN111649783A/zh
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J21/00Chambers provided with manipulation devices
    • B25J21/02Glove-boxes, i.e. chambers in which manipulations are performed by the human hands in gloves built into the chamber walls; Gloves therefor

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Abstract

本发明提供一种PH/EH测试系统,包括:双工位手套箱体、循环净化模块、加热模块、冷却模块、传感器检测模块和显示控制模块;加热模块包括:加热箱、加热丝和m个反应桶;加热丝用于将所述加热箱内部的温度加热到设定温度,以使所述反应桶内的水蒸气和氧气通过所述通孔蒸发散出到所述冷凝模块;冷却模块用于将蒸发散出的水蒸气进行冷凝形成水滴,并回流至所述反应桶内;冷却模块还用于将蒸发散出的氧气排放至所述双工位手套箱体,以使通过所述循环净化模块将所述双工位手套箱体内的氧气排出;显示控制模块将PH探头检测的PH值和EH探头检测的EH值发送至所述显示控制模块进行显示,实现在高温低氧环境下进行PH/EH值测试。

Description

一种PH/EH测试系统
技术领域
本发明涉及缓冲材料地球化学性能测试技术领域,特别是涉及一种PH/EH测试系统。
背景技术
高放废物地质处置库处于深地质环境中,同时由于高放废物释热将使得缓冲材料处于高温低氧环境中。长期处于高温低氧环境中缓冲材料的酸碱性、氧化还原性、矿物成分等地球化学性能将发生改变。缓冲材料的PH/EH缓冲是其三大缓冲作用的最主要之一,直接影响其机械缓冲和水力缓冲。近场的地球化学稳定性,即膨润土的酸碱性和氧化还原缓冲性能,主要由膨润土与地下水的相互作用控制。缓冲材料的PH/EH值在处置库高温低氧环境及地下水作用下的长期变化是研究核素迁移的基础和先决条件,是处置库性能评价的重要输入条件,同时也是评价膨润土作为缓冲材料性能的必要前提。因此,准确获得高温低氧条件下缓冲材料的PH/EH值是非常重要的。
如何在实验室内长期模拟处置库高温低氧环境一直是高放废物地质处置缓冲材料性能研究的一大难点。国际上一般只依托低氧手套箱开展常温低氧条件下缓冲材料与地下水作用实验研究,而且由于实验中存在大量的水,难免导致水分进入到手套箱循环系统中,进而使得手套箱内氧浓度升高,无法长期维持低氧环境。目前,国内尚无长期模拟处置库高温低氧环境并准确获取PH/EH值的测试系统。
发明内容
基于此,本发明的目的是提供一种PH/EH测试系统,以实现在高温低氧环境下进行PH/EH值测试。
为实现上述目的,本发明提供了一种PH/EH测试系统,所述测试系统包括:
双工位手套箱体、循环净化模块、加热模块、冷却模块、传感器检测模块和显示控制模块;所述循环净化模块与所述双工位手套箱体连通;所述加热模块包括:加热箱、加热丝和m个反应桶,其中,m为大于或等于1的正整数;
在所述双工位手套箱体的底部一侧设置有盖板,所述盖板与各所述反应桶连接;在所述盖板上设置多个通孔,所述冷却模块通过各所述通孔与各所述反应桶连通;
m个反应桶设置在所述加热箱内部,用于放置待检测溶液;
所述加热丝设置在所述加热箱的内部,用于将所述加热箱内部的温度加热到设定温度,以使所述反应桶内的水蒸气和氧气通过所述通孔蒸发散出到所述冷凝模块;
所述冷却模块用于将蒸发散出的水蒸气进行冷凝形成水滴,并回流至所述反应桶内;所述冷却模块还用于将蒸发散出的氧气排放至所述双工位手套箱体,以使通过所述循环净化模块将所述双工位手套箱体内的氧气排出;
所述传感器检测模块包括m个PH探头和m个EH探头;每个所述反应桶内均设置一个所述PH探头和一个所述EH探头;
所述PH探头通过所述盖板与所述显示控制模块电连接,用于检测所述待检测溶液内的PH值,并将PH值发送至所述显示控制模块进行显示;
所述EH探头通过所述盖板与所述显示控制模块电连接,用于检测所述待检测溶液内的EH值,并将EH值发送至所述显示控制模块进行显示。
可选地,所述冷却模块包括:
加水口、冷凝机、冷凝水进水管、冷凝水出水管、m个液体回流管、m个冷凝回流管和m个通气阀;所述加水口的一端与外部水源连通,所述加水口的另一端与所述冷凝机连通,第一个冷凝回流管的第一端通过所述冷凝水进水管与所述冷凝机连通,各所述冷凝回流管的第二端与对应的所述液体回流管连通,所述液体回流管通过所述盖板上的通孔与各所述反应桶连通,第i个冷凝回流管的第三端与第i+1个冷凝回流管的第一端连通,第m个冷凝回流管的第三端通过所述冷凝水出水管与所述冷凝机连通,其中,1≤i<m,所述通气阀与所述冷凝回流管连通。
可选地,所述冷凝回流管为带有螺旋柱状的气体收集管。
可选地,所述显示控制模块包括:
控制器、显示面板和数据存储器;所述PH探头通过所述盖板与所述控制器电连接,所述EH探头通过所述盖板与所述控制器电连接,所述显示面板和所述数据存储器分别与所述控制器电连接;
所述控制器用于接收所述PH探头检测的PH值和所述EH探头检测的EH值,并将PH值和EH值分别发送至所述显示面板和所述数据存储器;
所述显示面板用于显示PH值和EH值;
所述数据存储器用于每隔设定时间存储一次PH值和EH值。
可选地,所述传感器模块还包括:
至少一个温度传感器,设置在加热箱的内部,用于检测加热箱内部的实时温度;
所述控制器与所述温度传感器电连接,所述控制器用于将所述温度传感器检测的所述实时温度发送至所述显示面板进行显示;所述控制器还用于判断所述实时温度是否大于设定温度;如果实时温度大于设定温度,则控制所述加热丝停止加热;如果实时温度小于设定温度,则控制所述加热丝开始加热。
可选地,所述传感器模块还包括:
水氧传感器,设置在所述双工位手套箱体内部,与所述控制器电连接,用于检测所述双工位手套箱体内部的水蒸气浓度和氧气浓度,并发送至所述控制器;
所述控制器用于将水蒸气浓度和氧气浓度发送至所述显示面板上进行显示。
可选地,所述循环净化模块还包括:
惰性气瓶、第一进气管路、第二进气管路、出气管路、带有废气排放口的循环净化箱;所述惰性气瓶通过所述第一进气管路与所述循环净化箱连通,所述循环净化箱通过所述第一进气管路与所述双工位手套箱体连通,所述循环净化箱通过所述出气管路与所述双工位手套箱体连通;
所述惰性气瓶内的惰性气体依次通过所述第一进气管路、所述循环净化箱和所述第二进气管路送入至所述双工位手套箱体,以使将所述双工位手套箱体内存储的混合气体通过所述出气管路发送至所述循环净化箱,所述循环净化箱将混合气体净化后通过所述废气排放口排出。
可选地,所述加热模块还包括:
m个可调底座,设置在所述加热箱内部,用于调节所述反应桶的高度,以使各所述反应桶与所述盖板紧密连接。
可选地,所述加热模块还包括:
搅拌器,设置在所述反应桶内部,与所述控制器电连接,用于根据所述控制器生成的指令进行搅拌,以使待检测溶液混合均匀。
可选地,所述测试系统还包括:
物品转移仓,用于将待检测物品通过所述双工位手套箱体上的盖板送至各所述反应桶内,以使待检测物品在反应桶内进行混合,获得待检测溶液;
照明灯,设置在所述双工位手套箱体顶部,用于照明。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明提供一种PH/EH测试系统,包括:双工位手套箱体、循环净化模块、加热模块、冷却模块、传感器检测模块和显示控制模块;加热模块包括:加热箱、加热丝和m个反应桶;加热丝用于将所述加热箱内部的温度加热到设定温度,以使所述反应桶内的水蒸气和氧气通过所述通孔蒸发散出到所述冷凝模块;冷却模块用于将蒸发散出的水蒸气进行冷凝形成水滴,并回流至所述反应桶内;冷却模块还用于将蒸发散出的氧气排放至所述双工位手套箱体,以使通过所述循环净化模块将所述双工位手套箱体内的氧气排出;显示控制模块将PH探头检测的PH值和EH探头检测的EH值发送至所述显示控制模块进行显示,实现在高温低氧环境下进行PH/EH值测试。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例PH/EH测试系统结构图;
图2为本发明实施例PH/EH测试系统剖面图;
图3为本发明实施例PH/EH测试方法流程图。
其中,1-双工位手套箱体、2-物品转移仓、3-显示面板、4-循环净化箱、5-惰性气瓶、6-加热模块、7-可调底座、8-反应桶、9-温度传感器、10-PH探头、11-EH探头、12-搅拌器、13-冷凝回流管、14-液体回流管、15-冷凝水进水管、16-冷凝水出水管、17-通气阀、17-冷凝机、19-加水口、20-第一数据采集线、21-控制器、22-第二数据采集线、23-数据存储器、24-第一进气管道、25-废气排放口、26-操作手套、27-加热丝、28-待检测溶液、29-照明灯。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种PH/EH测试系统,以实现在高温低氧环境下进行PH/EH值测试。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的目的是提供一种PH/EH测试方法,以实现在高温低氧环境下进行PH/EH值测试。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
图1为本发明实施例PH/EH测试系统结构图,图2为本发明实施例PH/EH测试系统剖面图,如图1-图2所示,本发明公开一种PH/EH测试系统,所述测试系统包括:
双工位手套箱体1、循环净化模块、加热模块6、冷却模块、传感器检测模块和显示控制模块;所述循环净化模块与所述双工位手套箱体1连通;所述加热模块6包括:加热箱、加热丝27和m个反应桶8,其中,m为大于或等于1的正整数。
在所述双工位手套箱体1的底部一侧设置有盖板,所述盖板与各所述反应桶8连接;在所述盖板上设置多个通孔,所述冷却模块通过各所述通孔与各所述反应桶8连通。m个反应桶8设置在所述加热箱内部,用于放置待检测溶液28;所述加热丝27设置在所述加热箱的内部,用于将所述加热箱内部的温度加热到设定温度,以使所述反应桶8内的水蒸气和氧气通过所述通孔蒸发散出到所述冷凝模块;所述冷却模块用于将蒸发散出的水蒸气进行冷凝形成水滴,并回流至所述反应桶8内;所述冷却模块还用于将蒸发散出的氧气排放至所述双工位手套箱体1,以使通过所述循环净化模块将所述双工位手套箱体1内的氧气排出;所述传感器检测模块包括m个PH探头10和m个EH探头11;每个所述反应桶8内均设置一个所述PH探头10和一个所述EH探头11;所述PH探头10通过所述盖板与所述显示控制模块电连接,用于检测所述待检测溶液28内的PH值,并将PH值发送至所述显示控制模块进行显示;所述EH探头11通过所述盖板与所述显示控制模块电连接,用于检测所述待检测溶液28内的EH值,并将EH值发送至所述显示控制模块进行显示。
本实施例中利用所述加热丝27将所述加热箱内部的温度加热到设定温度,所述设定温度为高温温度,所述高温温度为大于90℃的温度;所述循环净化模块将所述双工位手套箱体1内的氧气排出,实现所述双工位手套箱体1处于低氧状态,所述低氧状态为氧气浓度小于2ppm的环境状态为低氧状态。
本实施例中所述加热丝27设置在所述加热箱的底部和四周,以提高加热速率。所述待检测溶液28为缓冲材料和水的混合溶液、水-岩反应溶液或无极水溶液;本实施例中待检测溶液28为缓冲材料和水的混合溶液,所述缓冲材料为膨润土。
作为一种可选的实施方式,本发明所述冷却模块包括:
加水口19、冷凝机18、冷凝水进水管15、冷凝水出水管16、m个液体回流管14、m个冷凝回流管13和m个通气阀17;所述加水口19的一端与外部水源连通,所述加水口19的另一端与所述冷凝机18连通,第一个冷凝回流管13的第一端通过所述冷凝水进水管15与所述冷凝机18连通,各所述冷凝回流管13的第二端与对应的所述液体回流管14连通,所述液体回流管14通过所述盖板上的通孔与各所述反应桶8连通,第i个冷凝回流管13的第三端与第i+1个冷凝回流管13的第一端连通,第m个冷凝回流管13的第三端通过所述冷凝水出水管16与所述冷凝机18连通,其中,1≤i<m,所述通气阀17与所述冷凝回流管13连通。
作为一种可选的实施方式,本发明所述冷凝回流管13为带有螺旋柱状的气体收集管,以保证水蒸气上升过程中有足够的时间和足够的接触面积与管外的流动水接触,进而将水蒸气冷凝成水滴。
所述冷凝机18将通过所述加水口19加入的外部水源进行冷凝,冷凝水通过冷凝水进水管15进入所述冷凝回流管13,所述冷凝回流管13内的冷凝水通过所述冷凝水出水管16流出至所述冷凝机18,所述反应桶8内的水蒸气和氧气依次通过所述通孔和所述液体回流管14蒸发散出到所述气体收集管内,循环冷凝水使所述气体收集管内的水蒸气进行冷凝形成水滴,并回流至所述反应桶8内,同时将蒸发散出的氧气通过所述通气阀17排放至所述双工位手套箱体1,以使通过所述循环净化模块将所述双工位手套箱体1内的氧气排出。
作为一种可选的实施方式,本发明所述显示控制模块包括:
控制器21、显示面板3和数据存储器23;所述PH探头10通过所述盖板与所述控制器21电连接,所述EH探头11通过所述盖板与所述控制器21电连接,所述显示面板3和所述数据存储器23分别与所述控制器21电连接;所述控制器21用于接收所述PH探头10检测的PH值和所述EH探头11检测的EH值,并将PH值和EH值分别发送至所述显示面板3和所述数据存储器23;所述显示面板3用于显示PH值和EH值;所述数据存储器23用于每隔设定时间存储一次PH值和EH值。
本实施例中所述所述数据存储器23为电脑。本实施例中所述第一数据采集线20贯穿橡胶塞,所述橡胶塞固定在所述盖板上,所述第一数据采集线20分别与所述PH探头10、所述EH探头11和所述控制器21电连接,所述第二数据采集线22分别与所述控制器21和所述数据存储器23电连接。
作为一种可选的实施方式,本发明所述传感器模块还包括:
至少一个温度传感器9,设置在加热箱的内部,用于检测加热箱内部的实时温度;所述控制器21与所述温度传感器9电连接,所述控制器21用于将所述温度传感器9检测的所述实时温度发送至所述显示面板3进行显示;所述控制器21还用于判断所述实时温度是否大于设定温度;如果实时温度大于设定温度,则控制所述加热丝27停止加热;如果实时温度小于设定温度,则控制所述加热丝27开始加热。
作为一种可选的实施方式,本发明所述传感器模块还包括:
水氧传感器,设置在所述双工位手套箱体1内部,与所述控制器21电连接,用于检测所述双工位手套箱体1内部的水蒸气浓度和氧气浓度,并发送至所述控制器21。所述控制器21用于将水蒸气浓度和氧气浓度发送至所述显示面板3上进行显示。
作为一种可选的实施方式,本发明所述循环净化模块还包括:
惰性气瓶5、第一进气管路、第二进气管路、出气管路、带有废气排放口25的循环净化箱4;所述惰性气瓶5通过所述第一进气管路与所述循环净化箱4连通,所述循环净化箱4通过所述第一进气管路与所述双工位手套箱体1连通,所述循环净化箱4通过所述出气管路与所述双工位手套箱体1连通。
所述惰性气瓶5内的惰性气体依次通过所述第一进气管路、所述循环净化箱4和所述第二进气管路送入至所述双工位手套箱体1,以使将所述双工位手套箱体1内存储的混合气体通过所述出气管路发送至所述循环净化箱4,所述循环净化箱4将混合气体净化后通过所述废气排放口25排出。
作为一种可选的实施方式,本发明所述加热模块6还包括:m个可调底座7,设置在所述加热箱内部,用于调节所述反应桶8的高度,以使各所述反应桶8与所述盖板紧密连接,以防止所述加热箱内部的气体进入所述反应桶8内。
作为一种可选的实施方式,本发明所述加热模块6还包括m个密封胶垫,设置在所述加热箱顶部,以保证所述反应桶8与所述盖板紧密连接,以防止所述加热箱内部的气体进入所述反应桶8内。
作为一种可选的实施方式,本发明所述加热模块6还包括:
搅拌器12,设置在所述反应桶8内部,与所述控制器21电连接,用于根据所述控制器21生成的指令进行搅拌,以使待检测溶液28混合均匀。
作为一种可选的实施方式,本发明所述测试系统还包括:
物品转移仓2,用于将待检测物品通过所述双工位手套箱体1上的盖板送至各所述反应桶8内,以使待检测物品在反应桶8内进行混合,获得待检测溶液28;
照明灯29,设置在所述双工位手套箱体1顶部,用于照明。
实施例2
图3为本发明实施例PH/EH测试方法流程图。如图3所示,PH/EH测试方法包括如下步骤:
步骤101:按设定固液比称取相应质量的膨润土以及按设定体积量取反应溶液,依次将所述膨润土和所述反应溶液倒入所述反应桶8内,具体包括:
按设定固液比称取相应质量的膨润土,按设定体积量取反应溶液,分别通过物品转移仓2移入所述双工位手套箱体1内静置一段时间,以使所述双工位手套箱体1内除去氧气。
打开所述加热模块6,设定预期的实验温度,待所述加热模块6达到设定温度后,打开所述盖板,先将所述膨润土倒入所述反应桶8内,再倒入所述反应溶液,盖好所述盖板,压实扣紧。
步骤102:搅拌所述反应桶8内的所述膨润土和所述反应溶液,获得待检测溶液,并向所述冷却模块的冷凝机18内进行加水操作,具体包括:
将所述搅拌器12设置在所述反应桶8内部,打开所述搅拌器12,并调至设定转速,对待检测溶液进行匀速搅拌,通过加水口19向所述冷却模块的冷凝机18内进行加水操作。
步骤103:控制所述双工位手套箱体1内的低氧环境,控制所述反应桶8内的高温环境和低氧环境,具体包括:
通过水氧传感器实时读取箱体内的水分和氧气浓度,当所述氧气浓度大于设定氧气浓度阈值时,通过所述第一进气管道24将所述惰性气瓶5中的高纯Ar2气进入所述双工位手套箱体1内,并通过所述循环净化箱4对所述双工位手套箱体1内的气体持续进行循环净化,以使所述双工位手套箱体1内的环境处于低氧环境。
在未加热前,打开所述盖板,通过所述循环净化模块对所述反应桶8除水除氧,以维持低氧环境。
在所述加热模块6内安装温度传感器9,通过加热电阻实现所述加热模块6的加热,实时监控所述加热模块6的温度,以使所述反应桶8处于设定高温环境。
在所述加热丝27加热后,所述反应桶8内产生水蒸气和氧气,所述氧气通过通气阀17排入双工位手套箱体1内,并通过所述循环净化模块进行净化以保持所述反应桶8内的低氧环境,所述水蒸气在上升过程中遇到流动冷凝水冷却变为液体回流至所述反应桶8内。
步骤104:打开各所述PH探头10和EH探头11,通过所述PH探头10和EH探头11每隔设定时间将PH值和EH值发送至显示控制模块进行显示,并通过数据存储器23进行数据存储。
步骤105:实验周期结束后,关闭PH/EH测试系统,维持所述双工位手套箱体1的低氧环境,具体包括:
在实验周期结束后,依次关闭所述加热模块6、所述传感器检测模块、所述搅拌器12和所述数据存储器23,取出PH探头10和EH探头11。
取出所述反应桶8,通过物品转移仓2将反应结束后的待检测溶液移出所述双工位手套箱体1,进行后续处理和送检。
清洗所述反应桶8、所述PH探头10和所述EH探头11,并妥善保存。
通过控制器对所述加热模块6进行温度自稳定,同时采集双工位手套箱体1内的水氧浓度,如水氧浓度在设定时间内含量高于2ppm,打开所述循环净化模块,维持手套箱内的低氧环境。
对所述PH值和所述EH值进行处理分析,绘制不同温度低氧条件下缓冲材料-水作用体系PH和EH变化曲线。
实施例3:
本实施例提供一种PH/EH测试方法,该测试方法适用于对高温低氧条件下的缓冲材料进行测试,该测试方法包括以下步骤:
步骤1、样品配置
(1)按一定固液比称取相应膨润土的质量,量取一定反应溶液的体积,分别通过物品转移仓2移入双工位手套箱体1内静置一段时间,在双工位手套箱体1内除去氧气。
(2)通过显示面板3打开加热模块6设置程序,设定预期的实验温度,待加热模块6达到设定温度后,打开加热模块6顶盖,先将膨润土倒入反应桶8内,再倒入量取的反应溶液,盖好盖板,压实扣紧。
步骤2、样品安装
(1)打开搅拌器12,并调至规定转速,对反应混合液进行匀速搅拌。
(2)打开冷凝机18电源开关,通过加水口19连接自来水进行加水。
步骤3、系统运行
(1)双工位手套箱内低氧环境的控制:通过第一进气管道24,将惰性气瓶5中的高纯Ar2气进入双工位手套箱体1内,并通过循环净化模块,对双工位手套箱体1内的气体持续进行循环净化,可在显示面板上实时读取箱体内的水份和氧气浓度。同时,显示面板可以输出特定时间段内所有水氧含量的监测值。
(2)加热模块6及反应桶8内高温环境的控制:通过加热丝27对加热模块6进行加热,并安装有6个温度传感器9,实时监控加热模块6内的温度,可通过显示面板3进行调节和操作。
(3)加热模块6及反应桶8内低氧环境的控制:
在未加热前,打开盖板,此时加热模块6与手套箱为一体,通过循环净化模块除水除氧,以维持特定的低氧环境。
在实验开始,闭合加热模块6后,反应桶8与顶盖采用密封技术,紧密连接,防止加热产生的气体外漏。反应桶8内由于加热产生的,水蒸气和水-膨润土反应产生的氧气,进入液体回流管14,并在螺旋管中盘旋上升,冷却水通过冷凝水进水管15进入冷凝回流管13,螺旋管中的水蒸气在上升过程中遇到冷却水,冷却变为液体随着管壁通过液体回流管14回流至反应桶8内;而反应过程中产生的氧气将通过通气阀17排入箱体内,参与箱体内气体的循环除氧。
冷凝循环系统的设立,既除去了反应体系中的氧气,有效地控制反应桶8内的低氧环境,同时也避免了水蒸气蒸发造成的液相损失,确保了初始固液比的恒定。
步骤4、样品测试
(1)开启PH/EH在线监测控制器21,清洗PH探头10和EH探头11,用标液进行探头标定,通过在线监测控制器21读取数据。
(2)标定完成后,将探头插入反应桶8内,放置探头底端至液面以下5cm,并进行固定。
(3)打开数据存储器23,将读取间隔设置为需要的时间,点击开始,进行实时读取和存储,定期分析实验数据。
步骤5、反应结束
(1)反应桶8内的样品在实验周期结束后,按如下顺序关闭各功能模块:先在控制器上关闭加热模块6,关闭PH探头10和EH探头11、关闭数据存储器23,取出PH和EH探头11。
(2)打开盖板,取出反应桶8,按照测试需求装入密封瓶中,通过物品转移仓2将反应结束后的样品移出手套箱,进行后续处理和送检。
(3)清洗反应桶8和PH探头10和EH探头11,并妥善保存。
(4)通过控制器对加热模块6进行温度自稳定,同时观察双工位手套箱体1内的水氧浓度,如水氧浓度长时间含量高于2ppm,关闭循环按钮,关闭接通循环气体的气瓶解压饭,打开再生按钮,打开接有再生混气的气瓶解压阀,通过显示面板3对循环净化模块中净化材料进行再生,再生结束后打开循环,维持双工位手套箱体1内的低氧环境。
(5)对数据存储器23中的PH和EH测试数据进行处理分析,绘制不同温度低氧条件下缓冲材料-水作用体系PH和EH变化曲线。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种PH/EH测试系统,其特征在于,所述测试系统包括:
双工位手套箱体、循环净化模块、加热模块、冷却模块、传感器检测模块和显示控制模块;所述循环净化模块与所述双工位手套箱体连通;所述加热模块包括:加热箱、加热丝和m个反应桶,其中,m为大于或等于1的正整数;
在所述双工位手套箱体的底部一侧设置有盖板,所述盖板与各所述反应桶连接;在所述盖板上设置多个通孔,所述冷却模块通过各所述通孔与各所述反应桶连通;
m个反应桶设置在所述加热箱内部,用于放置待检测溶液;
所述加热丝设置在所述加热箱的内部,用于将所述加热箱内部的温度加热到设定温度,以使所述反应桶内的水蒸气和氧气通过所述通孔蒸发散出到所述冷凝模块;
所述冷却模块用于将蒸发散出的水蒸气进行冷凝形成水滴,并回流至所述反应桶内;所述冷却模块还用于将蒸发散出的氧气排放至所述双工位手套箱体,以使通过所述循环净化模块将所述双工位手套箱体内的氧气排出;
所述传感器检测模块包括m个PH探头和m个EH探头;每个所述反应桶内均设置一个所述PH探头和一个所述EH探头;
所述PH探头通过所述盖板与所述显示控制模块电连接,用于检测所述待检测溶液内的PH值,并将PH值发送至所述显示控制模块进行显示;
所述EH探头通过所述盖板与所述显示控制模块电连接,用于检测所述待检测溶液内的EH值,并将EH值发送至所述显示控制模块进行显示。
2.根据权利要求1所述的PH/EH测试系统,其特征在于,所述冷却模块包括:
加水口、冷凝机、冷凝水进水管、冷凝水出水管、m个液体回流管、m个冷凝回流管和m个通气阀;所述加水口的一端与外部水源连通,所述加水口的另一端与所述冷凝机连通,第一个冷凝回流管的第一端通过所述冷凝水进水管与所述冷凝机连通,各所述冷凝回流管的第二端与对应的所述液体回流管连通,所述液体回流管通过所述盖板上的通孔与各所述反应桶连通,第i个冷凝回流管的第三端与第i+1个冷凝回流管的第一端连通,第m个冷凝回流管的第三端通过所述冷凝水出水管与所述冷凝机连通,其中,1≤i<m,所述通气阀与所述冷凝回流管连通。
3.根据权利要求2所述的PH/EH测试系统,其特征在于,所述冷凝回流管为带有螺旋柱状的气体收集管。
4.根据权利要求1所述的PH/EH测试系统,其特征在于,所述显示控制模块包括:
控制器、显示面板和数据存储器;所述PH探头通过所述盖板与所述控制器电连接,所述EH探头通过所述盖板与所述控制器电连接,所述显示面板和所述数据存储器分别与所述控制器电连接;
所述控制器用于接收所述PH探头检测的PH值和所述EH探头检测的EH值,并将PH值和EH值分别发送至所述显示面板和所述数据存储器;
所述显示面板用于显示PH值和EH值;
所述数据存储器用于每隔设定时间存储一次PH值和EH值。
5.根据权利要求4所述的PH/EH测试系统,其特征在于,所述传感器模块还包括:
至少一个温度传感器,设置在加热箱的内部,用于检测加热箱内部的实时温度;
所述控制器与所述温度传感器电连接,所述控制器用于将所述温度传感器检测的所述实时温度发送至所述显示面板进行显示;所述控制器还用于判断所述实时温度是否大于设定温度;如果实时温度大于设定温度,则控制所述加热丝停止加热;如果实时温度小于设定温度,则控制所述加热丝开始加热。
6.根据权利要求5所述的PH/EH测试系统,其特征在于,所述传感器模块还包括:
水氧传感器,设置在所述双工位手套箱体内部,与所述控制器电连接,用于检测所述双工位手套箱体内部的水蒸气浓度和氧气浓度,并发送至所述控制器;
所述控制器用于将水蒸气浓度和氧气浓度发送至所述显示面板上进行显示。
7.根据权利要求1所述的PH/EH测试系统,其特征在于,所述循环净化模块还包括:
惰性气瓶、第一进气管路、第二进气管路、出气管路、带有废气排放口的循环净化箱;所述惰性气瓶通过所述第一进气管路与所述循环净化箱连通,所述循环净化箱通过所述第一进气管路与所述双工位手套箱体连通,所述循环净化箱通过所述出气管路与所述双工位手套箱体连通;
所述惰性气瓶内的惰性气体依次通过所述第一进气管路、所述循环净化箱和所述第二进气管路送入至所述双工位手套箱体,以使将所述双工位手套箱体内存储的混合气体通过所述出气管路发送至所述循环净化箱,所述循环净化箱将混合气体净化后通过所述废气排放口排出。
8.根据权利要求1所述的PH/EH测试系统,其特征在于,所述加热模块还包括:
m个可调底座,设置在所述加热箱内部,用于调节所述反应桶的高度,以使各所述反应桶与所述盖板紧密连接。
9.根据权利要求1所述的PH/EH测试系统,其特征在于,所述加热模块还包括:
搅拌器,设置在所述反应桶内部,与所述控制器电连接,用于根据所述控制器生成的指令进行搅拌,以使待检测溶液混合均匀。
10.根据权利要求1所述的PH/EH测试系统,其特征在于,所述测试系统还包括:
物品转移仓,用于将待检测物品通过所述双工位手套箱体上的盖板送至各所述反应桶内,以使待检测物品在反应桶内进行混合,获得待检测溶液;
照明灯,设置在所述双工位手套箱体顶部,用于照明。
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