采用高频感应电加热的热重分析装置制造方法及图纸

本申请涉及样品分析技术领域，尤其涉及一种采用高频感应电加热的热重分析装置。该热重分析装置包括：称重仪，称重仪上设置有坩埚，坩埚内放置有样品；感应线圈，设置于坩埚的外部，感应线圈连接有高频电流；温度传感器，温度传感器为非接触式，温度传感器被配置为实时监测样品的温度；温控器，分别与感应线圈和温度传感器电连接。本申请通过采用高频感应电加热的方式对样品进行加热，使得样品的加热温度能够达到1600℃以上，且实现了样品的瞬时升温，从而使得样品的升温速率得到大幅度提高；同时，将感应线圈、非接触式温度传感器和温控器进行结合，实现了样品温度的实时监测和控制，综上本申请至少解决了现有热重分析装置升温速率慢的问题。

Thermogravimetric Analysis Device Using High Frequency Induction Electric Heating

【技术实现步骤摘要】
采用高频感应电加热的热重分析装置
本申请涉及样品分析
，尤其涉及一种采用高频感应电加热的热重分析装置。
技术介绍
热重分析作为研究样品受热质量变化的一种手段，已广泛应用于化工、能源、材料、环境、工程等领域。现有的热重分析装置，其操作步骤通常是在冷态下将样品放入设备内部的样品舟，然后通过设备设定程序升温，缓慢升至样品目标温度。这种方法也叫程序升温速率热重实验法，该方法无法实现目标温度下样品的快速升温，与真实工业环境下的加热过程差异较大(如煤粉燃烧、煤热解/气化、垃圾焚烧、高炉喷煤炼铁等环境下，样品被迅速送入高温环境进行加热)。因此，现有热重分析装置无法较好地反映实际加热及反应过程中样品的真实质量变化。且现有热重分析装置对样品质量要求严格，一次分析样品量仅为10mg左右，对于均匀性较差的环境样本(如原煤、城市垃圾、污泥等)不具备代表性。此外，常规热重分析装置的温度范围为室温～1150℃，与实际工业环境的高温反应(如高炉喷煤炼铁，炉腹温度高达1900℃)差异较大。现有的热重分析装置允许的温度上限可达1500℃，但仍无法满足在更高温度下样品反应过程的质量在线监测。因此，目前亟待需要一种采用高频感应电加热的热重分析装置来解决上述问题。
技术实现思路
本申请提供了一种采用高频感应电加热的热重分析装置，以解决现有热重分析装置升温速率慢的问题。本申请提供了一种采用高频感应电加热的热重分析装置，包括：称重仪，所述称重仪上设置有坩埚，所述坩埚内放置有样品；感应线圈，设置于所述坩埚的外部，所述感应线圈连接有高频电流；温度传感器，所述温度传感器为非接触式，所述温度传感器被配置为实时监测所述样品的温度；温控器，分别与所述感应线圈和所述温度传感器电连接。优选地，所述称重仪与所述坩埚之间设置有立柱，所述立柱采用非导电材料制成，所述坩埚采用导电材料制成，或所述坩埚采用非导电材料制成，且所述样品具有导电性；或所述坩埚采用非导电材料制成，且所述样品不具有导电性，所述样品中掺杂有导电介质。优选地，还包括套管本体，所述套管本体的内部设置有所述坩埚和所述立柱；所述套管本体包括相互密封连接的第一套管本体和第二套管本体；沿高度方向上，所述称重仪、所述第一套管本体和所述第二套管本体由上至下依次设置；所述坩埚设置于所述第二套管本体的内部，所述感应线圈设置于所述第二套管本体的外部。优选地，所述第一套管本体的外部设置有冷却组件，所述第二套管本体的外部设置有加热组件。优选地，所述冷却组件为水冷管，所述水冷管缠绕于所述第一套管本体的外部；所述加热组件为加热带，所述加热带缠绕于所述第二套管本体的外部。优选地，所述第一套管本体的底部和所述第二套管本体的顶部均设置有法兰盘，通过固定两个所述法兰盘使得所述第一套管本体和所述第二套管本体密封连接；所述套管本体连接有进气管和出气管，所述进气管和所述出气管均穿过所述法兰盘后插入所述第二套管本体的内部。优选地，所述第一套管本体和所述第二套管本体的内径相同；所述进气管和所述出气管均倾斜地穿过所述法兰盘，并插入到所述第二套管本体的内部。优选地，所述第一套管本体的内径小于所述第二套管本体的内径；所述进气管和所述出气管竖直地或倾斜地穿过所述法兰盘，并插入到所述第二套管本体的内部。优选地，沿高度方向上，所述进气管插入到所述第二套管本体内部的端部高于所述坩埚，所述出气管插入到所述第二套管本体内部的端部低于所述坩埚。优选地，所述称重仪的外部罩设有密封罩，所述密封罩上设置有保护气体管，保护气能通过所述保护气体管进入到所述密封罩内。有益效果：本申请通过采用高频感应电加热的方式对样品进行加热，使得样品的加热温度能够达到1600℃以上，且实现了样品的瞬时升温，从而使得样品的升温速率得到大幅度提高；同时，将感应线圈、非接触式温度传感器和温控器进行结合，实现了样品温度的实时监测和控制，综上本申请至少解决了现有热重分析装置升温速率慢的问题。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。附图说明图1为本申请实施例一提供的采用高频感应电加热的热重分析装置的结构示意图；图2为本申请实施例二提供的采用高频感应电加热的热重分析装置的结构示意图；图3为本申请实施例二提供的采用高频感应电加热的热重分析装置的结构示意图。附图标记：1-称重仪；11-密封罩；12-保护气体管；13-基座；2-套管本体；21-立柱；22-坩埚；23-第一套管本体；24-第二套管本体；25-法兰盘；26-插销；31-感应线圈；32-温度传感器；33-温控器；41-进气管；42-出气管；5-冷却组件；6-加热组件。此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。如图1、图2和图3所示，其分别为本申请实施例一、实施例二和实施例三提供的采用高频感应电加热的热重分析装置，该热重分析装置包括称重仪1、感应线圈31、温度传感器32和温控器33，其中：称重仪1上设置有坩埚22，坩埚22内放置有样品；感应线圈31设置于坩埚22的外部，感应线圈31连接有高频电流；温度传感器32为非接触式，温度传感器32被配置为实时监测样品的温度；温控器33分别与感应线圈31和温度传感器32电连接。本申请通过采用高频感应电加热的方式对样品进行加热，使得样品的加热温度能够达到1600℃以上，且实现了样品的瞬时升温，从而使得样品的升温速率得到大幅度提高；同时，将感应线圈31、非接触式温度传感器32和温控器33进行结合，实现了样品温度的实时监测和控制，综上本申请至少解决了现有热重分析装置升温速率慢的问题。进一步地，称重仪1与坩埚22之间设置有立柱21，立柱21采用非导电材料制成，坩埚22采用导电材料制成，或坩埚22采用非导电材料制成，且样品具有导电性；或坩埚22采用非导电材料制成，且样品不具有导电性，样品中掺杂有导电介质。上述三种实施方式均能利用在感应线圈31通入高频电流，使其在导电物体中产生涡电流，由于被加热物体(特指导电物体)内存在着电阻，所以会产生很多的焦耳热，进而使得物体自身的温度迅速上升，以达到对导电材料加热的目的。而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用高频感应电加热的热重分析装置，其特征在于，包括：称重仪(1)，所述称重仪(1)上设置有坩埚(22)，所述坩埚(22)内放置有样品；感应线圈(31)，设置于所述坩埚(22)的外部，所述感应线圈(31)连接有高频电流；温度传感器(32)，所述温度传感器(32)为非接触式，所述温度传感器(32)被配置为实时监测所述样品的温度；温控器(33)，分别与所述感应线圈(31)和所述温度传感器(32)电连接。

【技术特征摘要】
1.一种采用高频感应电加热的热重分析装置，其特征在于，包括：称重仪(1)，所述称重仪(1)上设置有坩埚(22)，所述坩埚(22)内放置有样品；感应线圈(31)，设置于所述坩埚(22)的外部，所述感应线圈(31)连接有高频电流；温度传感器(32)，所述温度传感器(32)为非接触式，所述温度传感器(32)被配置为实时监测所述样品的温度；温控器(33)，分别与所述感应线圈(31)和所述温度传感器(32)电连接。2.根据权利要求1所述的热重分析装置，其特征在于，所述称重仪(1)与所述坩埚(22)之间设置有立柱(21)，所述立柱(21)采用非导电材料制成，所述坩埚(22)采用导电材料制成，或所述坩埚(22)采用非导电材料制成，且所述样品具有导电性；或所述坩埚(22)采用非导电材料制成，且所述样品不具有导电性，所述样品中掺杂有导电介质。3.根据权利要求2所述的热重分析装置，其特征在于，还包括套管本体(2)，所述套管本体(2)的内部设置有所述坩埚(22)和所述立柱(21)；所述套管本体(2)包括相互密封连接的第一套管本体(23)和第二套管本体(24)；沿高度方向上，所述称重仪(1)、所述第一套管本体(23)和所述第二套管本体(24)由上至下依次设置；所述坩埚(22)设置于所述第二套管本体(24)的内部，所述感应线圈(31)设置于所述第二套管本体(24)的外部。4.根据权利要求3所述的热重分析装置，其特征在于，所述第一套管本体(23)的外部设置有冷却组件(5)，所述第二套管本体(24)的外部设置有加热组件(6)。5.根据权利要求4所述的热重分析装置，其特征在于，所述冷却组件(5)为水冷管，所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧敏，孙鑫，黄兴，李海英，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：河北,13