一种气体分压测量装置，涉及一种气体测量装置。提供一种可使环境气氛稳定、测量准确度高，用于测量高温环境模拟气氛中气体分压，尤其是可在线检测控制气体流量的气体分压测量装置。设气体预处理系统与气体压力检测系统。气体预处理系统设氧气输送装置、氩气输送装置、气体混合器、进气管垂直升降调节装置和水气预处理装置，氧气输送装置与氩气输送装置之间经三通连接，三通与气体混合器之间经气管连接，气体混合器经气管、进气管垂直升降调节装置与水气预处理装置连接。气体压力检测系统设氧气检测装置、水气检测装置和高温环境箱，氧气检测装置与水气检测装置之间经气体保温管、三通连接，水气检测装置经传感器、水气样室、气管接高温环境箱。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种气体测量装置，尤其是涉及一种高温环境模拟气氛中气体分压测量装置。
技术介绍
耐高温高性能纤维(如SiC纤维)是陶瓷纤维制品的一种，是用于金属基、陶瓷基复合材料的一种重要的高性能增强陶瓷纤维，具有强度与硬度高、热稳定性与耐氧化性好和热膨 胀系数与密度低等优点，它是高温陶瓷基复合材料的最佳增强纤维，因此在航空、航天和原 子能等领域具有良好的应用前景。由于SiC纤维增韧补强SiC陶瓷基复合材料的应用目标大都是在含有氧、水分及腐蚀性介质的高温环境中使用，因此材料的高温环境力学性能引起了广泛的关注，是目前陶瓷基复合材料研究的热点之一。作为增强体的SiC纤维在正常使用条件下虽然不会直接接触到环境介质，但是实际上在制备复合材料过程中不可避免地在复合材料中留下微孔隙，使得部分纤 维得以接触到高温介质。介质中含有的氧、水分和其它腐蚀介质，在高温和应力的催化作用下，可对SiC纤维造成损伤，从而影响高温力学性能。目前国内外尚未见到SiC纤维在模拟航空发动机服役环境中的力学性能和微结构演变的相关研究报道。航空发动机热端部件环境介质是水氧耦合环境，与纯氧环境不同，纯氧环境 不能替代水氧耦合环境，研究水氧耦合环境下纤维性能演变具有现实意义。研究SiC纤维在水氧耦合环境下纤维性能演变的一个重要技术问题，就是SiC纤维在高温模拟环境气氛中的退火处理。目前单纯的采用气体流量来计算混合气体中各气体(氩气、 水气、氧气)的分压是不够准确的，只能得出理论值，而无法得到实际炉子进气环境气氛气 体的分压值，并且无法在线实时监控气体流量。日本野口康夫等(中国专利CN85105865)专利技术了利用超声波在气体中传播速度对气体浓 度的依赖性的气体浓度测量仪，包括一个防潮超声波传感器，由于它有一层利用蒸发方式沉 积在密封材料表面上的金属或类似材料。因此该仪器几乎不受温度和湿度的影响，可在高湿 度下长时间连续高精度测量气体浓度。但是该测量仪吸收了混合气里的被测气体，并且无法 达到SiC纤维在高温模拟环境气氛中气体分压在线检测的目的。美国专利US 4852395公布了一种装置，通过在两种不同的已知压力下测量透过流体的微 波辐射的透射率，确定流动中流体的气体含量。芬兰皮卡*亚库拉等(CN99808467. 0)专利技术了一种用于测量流体中气体含量的方法和测量装置。流体含有气泡，在此方法中，通过流体 发送微波辐射，在微波测量装置中形成一个指示辐射的传播时间、相或振幅的信号，并且气 体测量设备借助信号确定流体的气体含量。在两个已知压力下进行微波测量的问题是必须 从要进行微波测量的特殊点准确地测量用于测量的压力，必须准确地校准压力指示器。而后 一种方法在微波辐射已通过流体传播以后测量至少一个微波辐射变量，并且根据由微波辐射 变量中气泡引起的变化，确定流体的气体含量，此方法精度高，但都是只局限于测量流体中 的气体，而无法测量混合气体中的各气体分量。美国安东尼'T'皮埃里等(中国专利CN200480007569.5)专利技术了一种气体监控系统与 适合于主流气体测量系统连通的测流气体测量系统。在保留主流气体测量系统的情况下增加 测流气体测量能力，同时能按照需要增加测量气体测量特征，能够使用户不必为了获得主流 气体测量的优点又能使用测流气体测量而背负必须使用整个系统的负担，或背负沉重的主流 气体测量系统的负担。但是该系统是适用于呼吸气体监控系统，而无法适用于高温环境模拟 气氛中气体分压的测量。德国于尔根*鲁特(中国专利CN200510135771.2)专利技术了一种气体测量传感器，可确定 被测气体的物理特性、尤其是温度或气体混合物如内燃机的排气中气体成分的浓度，该传感 器具有一个壳体及一个离其壳体内壁具有间距地被保持在该壳体中的传感元件，该传感元件 以一个被测气体侧的端部区段及以一个连接侧的端部区段从壳体中伸出并且在这些端部区段 之间相对壳体内壁密封，其中该传感元件具有一个环形法兰，该环形法兰被设置在这些端 部区段之间的区域之间中并且与该传感元件对气体密封地相连接，并且该环形法兰被经过一 个置入在一个径向肩与环形法兰之间的密封圈轴向固定夹紧在该构造在壳体内壁上的环形的 径向肩上。该传感器主要适合测量如内燃机的排气中气体成分的浓度和氮氧化合物的浓度， 无法测量高温下水氧氩的浓度。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术中存在的无法在线检测气体分压等不足，提供一种可使 环境气氛相对稳定、测量准确度较高，用于测量高温环境模拟气氛中的各气体分压，尤其是 可在线检测控制气体流量的气体分压测量装置。本专利技术设有气体预处理系统与气体压力检测系统。气体预处理系统设有氧气输送装置、氩气输送装置、气体混合器、进气管垂直升降调节 装置和水气预处理装置，氧气输送装置与氩气输送装置之间通过三通连接，三通与气体混合 器之间通过气管连接，气体混合器通过气管、进气管垂直升降调节装置与水气预处理装置连 接。气体压力检测系统设有氧气检测装置、水气检测装置和高温环境箱，氧气检测装置与水 气检测装置之间通过气体保温管、三通连接，水气检测装置通过超声波传感器、水气样室、 气管与高温环境箱连接。氧气输送装置可设有氧气钢瓶、微调针阀、玻璃浮子流量计和减压阀，氧气钢瓶与微调 针阀之间通过减压阀连接，微调针阀通过气管与玻璃浮子流量计连接。氩气输送装置可设有氩气钢瓶、微调针阀、玻璃浮子流量计和减压阀，氩气钢瓶与微调 针阀之间通过减压阀连接，微调针阀通过气管与玻璃浮子流量计连接。气体混合器与三通通过气管连接。水气预处理装置可设有不锈钢圆柱形水桶和测控温装置。测控温装置通过热电偶与圆柱 形水桶连接，圆柱形水桶设有桶体、法兰、气体保温管、水位计和多孔陶瓷爆气头，桶体上 设有进气口、进水口、出气口和出水口，法兰置于桶体顶部，起密封作用，进气管垂直升降 调节装置通过水管与多孔陶瓷爆气头连接，起调节水气流量的作用，气体保温管起保温混合 气体的作用，气体保温管置于圆柱形水桶的出气口处。水位计位于桶体的侧边，水位计可实 时观测圆柱形水桶里的水位。测控温装置包括热电偶、加热带、保温棉、控温器、变压器、 电流接触器，热电偶、加热带和电流接触器与控温器电连接，变压器与电流接触器电连接， 保温棉直接套在桶体外表面，热电偶可感应不锈钢圆柱形水桶内均温区温度，通过控温器可 显示实时温度值，控温器通过变压器、电流接触器可调节电压达到控制内炉均温区温度的目 的。氧气检测装置可设有三通、玻璃冷凝器、无水CaCl2干燥器、分子筛干燥器、变色硅胶干 燥器、传送器、变送器、玻璃浮子流量计和微调针阔，玻璃冷凝器、无水CaCl2干燥器、分子 筛干燥器、变色硅胶干燥器按顺序通过气管连接，变色硅胶干燥器与微调针阀和玻璃浮子流 量计连接，传送器和变送器之间通过数据线连接。玻璃冷凝器里有水冷循环起到冷凝水气的 作用，无水CaCL干燥器、分子筛干燥器和变色硅胶干燥器等3种干燥器可继续干燥水气，微 调针阀可调气体流量，控制为200ml/min。传送器是氧气检测装置的核心组件，传送器上设 有进气口和出气口，是检测氧气的环室。变送器为传送器提供恒定的电流，实施恒温控制， 对测量输出信号进行放大，显示测量数值。水气检测装置可设有水气样室、玻璃浮子流量计、微调针阀、水气本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气体分压测量装置，其特征在于设有气体预处理系统与气体压力检测系统； 气体预处理系统设有氧气输送装置、氩气输送装置、气体混合器、进气管垂直升降调节装置和水气预处理装置，氧气输送装置与氩气输送装置之间通过三通连接，三通与气体混合器之间通过气管连接，气体混合器通过气管、进气管垂直升降调节装置与水气预处理装置连接； 气体压力检测系统设有氧气检测装置、水气检测装置和高温环境箱，氧气检测装置与水气检测装置之间通过气体保温管、三通连接，水气检测装置通过超声波传感器、水气样室、气管与高温环境箱连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯祖德，姚荣迁，陈立富，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]
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