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    氧氣濃度檢測裝置及檢測方法與流程

    1375   編輯:中冶有色技術網   來源:湖南省藥品檢驗檢測研究院  
    2023-11-07 15:10:49
    一種氧氣濃度檢測裝置及檢測方法與流程

    1.本發明涉及一種氧氣濃度檢測裝置及檢測方法,屬于氣體濃度檢測領域。

    背景技術:

    2.銅氨法是測量氣體中氧體積百分比濃度的標準方法,該方法簡單準確、成熟可靠,在教學、科研、質量認證和產品鑒定等方面得到了廣泛的應用。通常,銅氨溶液是將卷成螺旋狀的銅絲投入由銨鹽的飽和溶液與氨水以一定比例配制的溶液中所制成的,測量時,取一定量的被測氣體與銅氨溶液接觸,當將含有氧氣的氣體樣品通入裝有銅氨溶液的吸收瓶時,在有氨氣存在的情況下,銅被樣品中的氧氣氧化,生成氧化銅(cuo)和氧化亞銅(cu2o),反應方程式如下:所生成的氧化銅和氧化亞銅分別與氨水、氯化銨作用,生成可溶性的高價(+2價)銅鹽cu(nh3)2cl2和低價(+1價)銅鹽cu2(nh3)2cl2。低價銅鹽吸收氧氣轉成高價銅鹽,高價銅鹽又被銅還原成低價銅鹽,如此循環作用,直到混合氣體中的氧氣耗完為止。根據氣體體積的減少量即可得到氣體中的氧含量(體積百分比濃度)。在整個測量過程中,只要溶液中有足夠的純銅存在,就能保證化學反應的持續進行。

    3.中國發明專利說明書cn106645589a公開了一種基于銅氨法的高精度、自動化氧濃度檢測儀及方法,包括水準與補液瓶、反應瓶、量氣管、雙向泵、旋轉葉輪和單片機。步進電機控制升降臺的升降,測量光幕傳感器實時檢測水準與補液瓶液面同量氣管液面是否保持在同一高度,和步進電機協同工作實現雙液面的自動調平。雙向泵實現對氣液管路的自動化調節。旋轉葉輪采用渦輪驅動實現化學反應的自動化操作。單片機基于單片機控制技術實現測量系統的自動化控制,該檢測儀的氧濃度檢測效率高,人為誤差小,但其結構和測量過程較為復雜。

    技術實現要素:

    4.針對現有技術的不足,本發明的目的之一在于提供一種結構簡單、使用方便的氧氣濃度檢測裝置;本發明的目的之二在于提供一種氧氣濃度的檢測方法。

    5.為了解決上述技術問題,本發明的技術方案如下:

    6.一種氧氣濃度檢測裝置,包括反應瓶,所述反應瓶內裝有銅氨溶液和銅絲,所述反應瓶的頂部開口,頂部開口處設有進樣接口和與進樣接口配套的閥門;還包括第一硬質管、軟管和液槽,所述第一硬質管固定于反應瓶上,第一硬質管的下端延伸至反應瓶的內底部,第一硬質管的上端延伸至反應瓶外,第一硬質管位于反應瓶外的區段上設有正反流量計,第一硬質管的上端與軟管的一端連通,軟管的另一端與液槽的內底部連通。

    7.進一步地,所述反應瓶的底部開口,底部開口處設有密封塞,所述銅絲的下端固定于密封塞的頂部。如此,既可方便地更換銅絲,又可滿足密封需要。

    8.可選地,第一硬質管的下端與反應瓶的內底面的距離為0.1-5cm,進一步為0.5-2cm,更進一步為0.8-1.5cm。

    9.進一步地,所述反應瓶上設有溫度計,所述溫度計的測量端伸入延伸至反應瓶的

    內底部。如此,可方便地監測反應過程中銅氨溶液的溫度。

    10.可選地,溫度計的測量端與反應瓶的內底面的距離為0.1-5cm,進一步為0.5-2cm,更進一步為0.8-1.5cm。

    11.可選地,所述銅絲為螺旋狀。

    12.進一步地,還包括槽,所述底座具有頂部開口的弧形槽體;所述反應瓶的底面為弧形面,所述反應瓶放置于弧形槽體內。如此,可方便搖晃反應器,加速反應進行。

    13.進一步地,還包括罩體、曲柄連桿機構和固定于槽上的驅動電機;所述罩體可拆卸地設于進樣接口上,所述罩體上可拆卸地設有遙桿;所述曲柄連桿機構的一端與遙桿鉸接,所述曲柄連桿機構的另一端與驅動電機的輸出軸傳動連接。如此,可通過槽、反應瓶、罩體、遙桿、曲柄連桿機構以及驅動電機的配合,實現反應瓶的機械化晃動。

    14.進一步地,所述罩體上設有螺紋孔,所述遙桿上設有與螺紋孔配合的外螺紋,所述遙桿的下端伸入螺紋孔內并與罩體螺紋連接。

    15.進一步地,所述曲柄連桿機構包括曲柄和連桿,所述曲柄的一端與驅動電機的輸出軸固定連接,曲柄的另一端與連桿一端鉸接,連桿的另一端固定有圓環,所述圓環可拆卸地套設于遙桿上,所述圓環與遙桿間隙配合。

    16.可選地,所述槽為恒溫槽,如此,通過槽可方便地將反應器內的溫度維持在一定條件下,更好地保證檢測結果的精準度。

    17.進一步地,所述弧形槽體的表面設有緩沖層,可對反應瓶起到保護作用。

    18.進一步地,正反流量計所在位置不高于進樣接口所在位置。如此,在反應瓶內充滿銅氨溶液時,第一硬質管位于正反流量計以下的區段也自然被銅氨溶液充滿,后續可直接注入樣品氣體,簡化操作過程。

    19.進一步地,還包括固定于液槽內的第二硬質管,所述第二硬質管的上端與軟管連通,所述第二硬質管的下端延伸至液槽的內底部。如此,在搖晃反應瓶時,液槽不會受影響而晃動,第二硬質管也不容易碎軟管的晃動而晃動,故液槽內液體不易受反應瓶的晃動而擾動,可方便準確地觀測液槽內液面的變動情況。

    20.可選地,第二硬質管的下端與液槽的內底面的距離為0.5-2cm,進一步為0.8-1.5cm。

    21.可選地,所述液槽由透明材料制成,液槽的表面設有刻度。如此,可進一步方便觀測液槽內液面變動情況。

    22.基于同一發明構思,本發明還提供一種氧氣濃度的檢測方法,利用如上所述的氧氣濃度檢測裝置進行;包括如下步驟:

    23.s1、在反應瓶內裝入銅絲,然后向反應瓶內注入銅氨溶液,使得銅氨溶液充滿反應瓶和第一硬質管位于正反流量計以下的區段;

    24.s2、將正反流量計的讀數清零,再通過進樣接口向反應瓶內注入氧氣樣品,使得反應瓶內的液面降低至第一硬質管的下端以上的位置,關閉閥門并記錄此時正反流量計的讀數v1;

    25.s3、將正反流量計的讀數清零,再不斷搖動反應瓶,直至液槽內的液面高度不再降低,記錄此時正反流量計的讀數v2;

    26.s4、計算,獲得氧氣樣品的氧氣濃度,即v2/v1*100%。

    27.本發明的氧氣濃度檢測裝置及檢測方法尤其適用于醫用氧氣純度的檢測。

    28.與現有技術相比,本發明的有益效果如下:

    29.(1)本發明的氧氣濃度檢測裝置的結構簡單緊湊,使用方便,自動化程度較高。

    30.(2)本發明的氧氣濃度檢測裝置的檢測結果精準,可較好地滿足醫用氧氣檢測等對檢測結果準確度要求較高的檢測場景。

    附圖說明

    31.圖1是本發明第一種實施方式的氧氣濃度檢測裝置的結構簡圖。

    32.圖2是本發明又一種實施方式的氧氣濃度檢測裝置的結構簡圖。

    33.圖3是本發明又一種實施方式的氧氣濃度檢測裝置的局部放大圖。

    具體實施方式

    34.以下將結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是,在不沖突的情況下,本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。為敘述方便,下文中如出現“上”、“下”、“左”、“右”字樣,僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致,并不對結構起限定作用。

    35.參見圖1,一種氧氣濃度檢測裝置,包括反應瓶1,所述反應瓶1內裝有銅氨溶液2和銅絲3,所述反應瓶1的頂部開口,頂部開口處設有進樣接口4和與進樣接口4配套的閥門5;還包括第一硬質管6、軟管8和液槽9,所述第一硬質管6固定于反應瓶1上,第一硬質管6的下端延伸至反應瓶1的內底部,第一硬質管6的上端延伸至反應瓶1外,第一硬質管6位于反應瓶1外的區段上設有正反流量計7,第一硬質管6的上端與軟管8的一端連通,軟管8的另一端與液槽9的內底部連通。第一硬質管的下端與反應瓶的內底面的距離為1cm。所述銅絲呈螺旋狀。

    36.所述反應瓶1的底部開口,底部開口處設有密封塞11,所述銅絲3的下端固定于密封塞11的頂部。所述反應瓶1上設有溫度計10,所述溫度計10的測量端伸入延伸至反應瓶1的內底部。溫度計的測量端與反應瓶的內底面的距離為1cm。

    37.還包括槽12,所述底座12具有頂部開口的弧形槽體;所述反應瓶1的底面為弧形面,所述反應瓶1放置于弧形槽體內。所述弧形槽體的表面設有緩沖層13。

    38.正反流量計7所在位置不高于進樣接口4所在位置。

    39.還包括固定于液槽9內的第二硬質管14,所述第二硬質管14的上端與軟管8連通,所述第二硬質管14的下端延伸至液槽9的內底部。第二硬質管14的下端與液槽9的內底面的距離為0.5cm。第二硬質管14通過支架15固定于液槽9的內壁上。

    40.可選地,還包括罩體16、曲柄連桿機構18和固定于槽12上的驅動電機19;所述罩體16可拆卸地設于進樣接口4上,所述罩體16上可拆卸地設有遙桿17;所述曲柄連桿機構18的一端與遙桿17鉸接,所述曲柄連桿機構18的另一端與驅動電機19的輸出軸傳動連接。所述罩體16上設有螺紋孔21,所述遙桿17上設有與螺紋孔21配合的外螺紋,所述遙桿17的下端伸入螺紋孔21內并與罩體16螺紋連接。所述曲柄連桿機構18包括曲柄1802和連桿1801,所述曲柄1802的一端與驅動電機19的輸出軸固定連接,曲柄1802的另一端與連桿1801一端鉸接,連桿1801的另一端固定有圓環1803,所述圓環1803可拆卸地套設于遙桿17上,所述圓環與遙桿間隙配合。遙桿17的頂端設有帽體,以方便操作并防止搖晃過程中圓環脫出。

    41.一種氧氣濃度的檢測方法,包括如下步驟:

    42.s1、在反應瓶1內裝入銅絲3,然后通過進樣接頭向反應瓶1內注入銅氨溶液2,使得銅氨溶液2充滿第一硬質管6位于正反流量計7以下的區段和反應瓶1;

    43.s2、將正反流量計7的讀數清零,再通過進樣接口4向反應瓶1內注入醫用氧氣樣品,使得反應瓶1內的液面降低至第一硬質管6的下端以上的位置,關閉閥門5并記錄此時正反流量計7的讀數v1(600ml);

    44.s3、將正反流量計7的讀數清零,再將罩體安裝到進樣接口4上,并將曲柄連桿機構與遙桿、罩體組裝連接到位(參見圖3),然后啟動驅動電機不斷搖動反應瓶1,直至液槽9內的液面高度不再降低,記錄此時正反流量計7的讀數v2(597.6ml);期間,通過槽和控制反應瓶1的搖動頻率,使得反應瓶1內銅氨溶液的溫度維持不變;

    45.s4、計算,獲得醫用氧氣樣品的氧氣濃度,即99.6vol%。

    46.上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發明,而不用于限制本發明的范圍,在閱讀了本發明之后,本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落入本技術所附權利要求所限定的范圍。技術特征:

    1.一種氧氣濃度檢測裝置,包括反應瓶(1),所述反應瓶(1)內裝有銅氨溶液(2)和銅絲(3),其特征在于,所述反應瓶(1)的頂部開口,頂部開口處設有進樣接口(4)和與進樣接口(4)配套的閥門(5);還包括第一硬質管(6)、軟管(8)和液槽(9),所述第一硬質管(6)固定于反應瓶(1)上,第一硬質管(6)的下端延伸至反應瓶(1)的內底部,第一硬質管(6)的上端延伸至反應瓶(1)外,第一硬質管(6)位于反應瓶(1)外的區段上設有正反流量計(7),第一硬質管(6)的上端與軟管(8)的一端連通,軟管(8)的另一端與液槽(9)的內底部連通。2.根據權利要求1所述的氧氣濃度檢測裝置,其特征在于,所述反應瓶(1)的底部開口,底部開口處設有密封塞(11),所述銅絲(3)的下端固定于密封塞(11)的頂部。3.根據權利要求1所述的氧氣濃度檢測裝置,其特征在于,所述反應瓶(1)上設有溫度計(10),所述溫度計(10)的測量端伸入延伸至反應瓶(1)的內底部。4.根據權利要求1-3任一項所述的氧氣濃度檢測裝置,其特征在于,還包括槽(12),所述底座(12)具有頂部開口的弧形槽體;所述反應瓶(1)的底面為弧形面,所述反應瓶(1)放置于弧形槽體內。5.根據權利要求4所述的氧氣濃度檢測裝置,其特征在于,還包括罩體(16)、曲柄連桿機構(18)和固定于槽(12)上的驅動電機(19);所述罩體(16)可拆卸地設于進樣接口(4)上,所述罩體(16)上可拆卸地設有遙桿(17);所述曲柄連桿機構(18)的一端與遙桿(17)鉸接,所述曲柄連桿機構(18)的另一端與驅動電機(19)的輸出軸傳動連接。6.根據權利要求5所述的氧氣濃度檢測裝置,其特征在于,所述罩體(16)上設有螺紋孔(21),所述遙桿(17)上設有與螺紋孔(21)配合的外螺紋,所述遙桿(17)的下端伸入螺紋孔(21)內并與罩體(16)螺紋連接。7.根據權利要求5所述的氧氣濃度檢測裝置,其特征在于,所述曲柄連桿機構(18)包括曲柄(1802)和連桿(1801),所述曲柄(1802)的一端與驅動電機(19)的輸出軸固定連接,曲柄(1802)的另一端與連桿(1801)一端鉸接,連桿(1801)的另一端固定有圓環(1803),所述圓環(1803)可拆卸地套設于遙桿(17)上,所述圓環與遙桿間隙配合。8.根據權利要求1-3任一項所述的氧氣濃度檢測裝置,其特征在于,正反流量計(7)所在位置不高于進樣接口(4)所在位置。9.根據權利要求1-3任一項所述的氧氣濃度檢測裝置,其特征在于,還包括固定于液槽(9)內的第二硬質管(14),所述第二硬質管(14)的上端與軟管(8)連通,所述第二硬質管(14)的下端延伸至液槽(9)的內底部。10.一種氧氣濃度的檢測方法,其特征在于,利用如權利要求1-9任一項所述的氧氣濃度檢測裝置進行;包括如下步驟:s1、在反應瓶(1)內裝入銅絲(3),然后向反應瓶(1)內注入銅氨溶液(2),使得銅氨溶液(2)充滿反應瓶(1)和第一硬質管(6)位于正反流量計(7)以下的區段;s2、將正反流量計(7)的讀數清零,再通過進樣接口(4)向反應瓶(1)內注入氧氣樣品,使得反應瓶(1)內的液面降低至第一硬質管(6)的下端以上的位置,關閉閥門(5)并記錄此時正反流量計(7)的讀數v1;s3、將正反流量計(7)的讀數清零,再不斷搖動反應瓶(1),直至液槽(9)內的液面高度不再降低,記錄此時正反流量計(7)的讀數v2;s4、計算,獲得氧氣樣品的氧氣濃度,即v2/v1*100%。

    技術總結

    本發明涉及一種氧氣濃度檢測裝置及檢測方法,包括反應瓶,所述反應瓶內裝有銅氨溶液和銅絲,所述反應瓶的頂部開口,頂部開口處設有進樣接口和與進樣接口配套的閥門;還包括第一硬質管、軟管和液槽,所述第一硬質管固定于反應瓶上,第一硬質管的下端延伸至反應瓶的內底部,第一硬質管的上端延伸至反應瓶外,第一硬質管位于反應瓶外的區段上設有正反流量計,第一硬質管的上端與軟管的一端連通,軟管的另一端與液槽的內底部連通。本發明的氧氣濃度檢測裝置的結構簡單緊湊,使用方便,檢測結果精準。準。準。

    技術研發人員:李曉燕 林海 張貴賦 林泉 聶平 易雅帥 黃云 袁農 李昌亮 潘震宇

    受保護的技術使用者:湖南省藥品檢驗檢測研究院

    技術研發日:2022.05.07

    技術公布日:2022/9/2
    聲明:
    “氧氣濃度檢測裝置及檢測方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
    我是此專利(論文)的發明人(作者)
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