一種可調壓的雙層煙霧箱的製作方法

2023-05-26 02:56:51 3

專利名稱：一種可調壓的雙層煙霧箱的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種煙霧箱，特別涉及一種可以調節光化學反應的壓強條件的雙層煙霧箱。
背景技術：
光化學煙霧是由汽車、工廠等汙染源排入大氣的碳氫化合物和氮氧化物等一次汙 染物，在陽光的作用下發生化學反應，生成臭氧、醛、酮、酸、過氧乙醯硝酸酯等二次汙染物， 參與光化學反應過程的一次汙染物和二次汙染物的混合物所形成的煙霧汙染現象叫做光 化學煙霧。為了 了解光化學反應機理，國內外科研機構普遍開展了利用光化學煙霧箱模擬大 氣光化學反應的實驗研究。應用煙霧箱進行大氣環境化學模擬研究不但能夠排除複雜的氣 象、地形等因素的影響，從而在可以控制且能重複的條件下單純地模擬大氣中的化學過程， 提煉出大氣化學反應的本質，獲得反應的機制機理，而且還可以開發並驗證大氣化學模式， 其研究成果將為大氣汙染防治對策的制定提供科學依據。目前已知的國內外的煙霧箱分為 室內和室外兩種。室外煙霧箱的優點是可以直接利用陽光，缺點是光強隨著自然條件的變 化而變化，且周圍環境也在不斷變化。溫度、溼度、光強等的不斷變化和難以控制使得煙霧 箱實驗的可重複性變差。而室內煙霧箱可以對溫度、溼度等因素提供精確的控制，實驗的重 復性較好。但由於人造光源的發射光譜不能在全波段上都與太陽光相同，使得測得的某些 光化學反應速率與在陽光下得到的反應速率存在偏差。

發明內容
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種既能利用陽光，同時又可精 確控制實驗條件，提高光化學反應實驗精度的新型煙霧箱。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是一種煙霧箱，由光化學反應艙、調控艙、空氣循環系統、採樣分析系統構成。煙霧箱 的主體為雙層結構，外層與內層均為透光材料；內層所包圍的空間是光化學反應艙；外層 和內層之間的空間是調控艙；反應艙和調控艙都是密封空間；光化學反應艙固定於煙霧箱 底部的剛性支架上，安裝換氣閥和採樣口 ；調壓艙安裝換氣閥。本發明中煙霧箱主體的外層結構具有耐壓的性質，能夠承受的壓強範圍是 Oatm Iatm ；內層為柔性材料，具有可彎曲的性質。光化學反應艙安裝單向減壓閥，氣流通過方向是從反應艙到調控艙。減壓閥的閾 值壓強略大於由內層材料的重力產生的壓強。空氣循環系統包括壓縮機、真空泵、氣路、空氣淨化系統和閥門。空氣循環系統可以加入壓強計和控制器；壓強計至少兩個，分別安裝於調控艙和 反應艙的氣路中；控制器用於控制壓縮機和真空泵。本發明所述的煙霧箱相比其他已知煙霧箱的優點在於使用雙層結構，外層由剛性材料製成，可以起保護作用；調控艙可以起到調壓作用，可以模擬高空低壓環境下的大氣 化學實驗研究，同時，光化學反應艙是獨立、密封的空間，不受各種調壓裝置的影響；安裝壓 強計和控制器，可以對壓強進行自動調控；調控艙內充入純淨空氣，可以減小對反應艙的 汙染；內層材料可收縮，因此反應艙可以抽氣至接近真空，便於更換反應氣體；反應艙只有 底部固定，因此自然狀態下反應艙本身的重力會使得反應艙內的壓強略大於調控艙內的壓 強，氣體通過艙壁的滲透是由內向外的，外層的氣體不會對內層產生汙染。



圖1為本發明示意圖；圖中標記1-外層，2-調控艙，3-減壓閥，4-光化學反應艙，5-內層，6-調控換氣 閥，7-反應換氣閥，8-真空泵，9-空氣淨化系統，10-壓縮機，11-採樣口，12-支架。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的說明如圖1所示，雙層煙霧箱，由光化學反應艙4、調控艙2、空氣循環系統、採樣分析系 統構成。煙霧箱的主體為雙層結構，外層1與內層5均為透光材料；內層5所包圍的空間是 光化學反應艙4 ；外層1和內層5之間的空間是調控艙2 ；反應艙4和調控艙2都是密封空 間；光化學反應艙4固定於煙霧箱底部的剛性支架12上，安裝反應換氣閥7和採樣口 11 ；調 壓艙安裝調控換氣閥6。外層1結構具有耐壓的性質，能夠承受的壓強範圍是Oatm Iatm ； 內層5為柔性材料，具有可彎曲的性質。光化學反應艙4安裝單向減壓閥3，氣流通過方向 是從反應艙4到調控艙2。減壓閥3的閾值壓強略大於由內層5材料的重力產生的壓強。 空氣循環系統包括壓縮機10、真空泵8、氣路、空氣淨化系統9和閥門。空氣循環系統加入 壓強計和控制器；壓強計至少兩個，分別安裝於調控艙2和反應艙4的氣路中；控制器用於 控制壓縮機10和真空泵8。為了研究大氣在光照條件下發生的化學反應以及光化學煙霧的機理，需要進行大 氣光化學模擬實驗，本發明所述的煙霧箱可用於控制光化學模擬實驗的壓強。1.利用外層調控艙的剛性密閉空間可以實現調壓功能，以模擬高空低壓的大氣 環境。在向反應艙充入反應氣體之前，保證調控艙的換氣閥是打開狀態，反應艙是真空狀 態。設反應艙的最大體積為V，如果要模擬0. 5atm的大氣環境，那麼，由於氣壓從Iatm降 至0. 5atm體積將增大一倍，因此需要向反應艙中充入Iatm下體積不大於V/2的反應氣 體，然後反應艙的氣路全部關閉，利用真空泵抽出部分調控艙的氣體，使調控艙的氣壓為 0. 5atm-Pm，其中Pm是由塑料薄膜的重力產生的壓強。這時反應艙中的壓強為0. 5atm，這樣 就實現了模擬低氣壓的目的。2.實時控制氣壓。在實驗進行過程中也需要控制光化學反應的壓強條件，這時，反 應艙必須保持密封，不能充氣或放氣。使用本發明所述的煙霧箱可以實現這一目的對調控 艙進行加壓或減壓操作，反應艙的體積會隨之縮小或增大，壓強也會隨之增加或減少。需要 注意的是，受反應艙的最大體積的限制，不能無限制地進行減壓操作。因此，如果預計在實 驗過程中的減壓的幅度比較大，則實驗準備階段充入的反應氣體不能太多。3.實驗完畢更換反應艙的氣體時，使用真空泵抽取反應艙的氣體，抽至接近真空，然後充入純淨空氣，再抽至真空，這樣反覆幾次，可以有效地將反應氣體抽出，避免殘餘的 反應氣體汙染下一次的光化學實驗。 以上所述，僅是用以說明本發明的具體實施案例而已，並非用以限定本發明的可 實施範圍，舉凡本領域熟練技術人員在未脫離本發明所指示的精神與原理下所完成的一切 等效改變或修飾，仍應由本發明權利要求的範圍 所覆蓋。
權利要求
一種雙層煙霧箱，由光化學反應艙(4)、調控艙(2)、空氣循環系統和採樣分析系統構成。其特徵在於所述煙霧箱的主體為雙層結構，外層(1)與內層(5)均為透光材料；所述調控艙(2)是外層(1)和內層(5)之間的空間；調控艙(2)安裝調控換氣閥(6)；所述光化學反應艙(4)是內層(5)所包圍的空間；光化學反應艙(4)安裝反應反應換氣閥(7)和採樣口(11)。
2.根據權利要求1所述的煙霧箱，其特徵是光化學反應艙(4)固定於煙霧箱底部的 剛性支架(12)上。
3.根據權利要求1所述的煙霧箱，其特徵是光化學反應艙(4)和調控艙(2)都是密 封空間。
4.根據權利要求3所述的煙霧箱，其特徵是內層(5)為柔性材料。
5.根據權利要求4所述的煙霧箱，其特徵是外層(1)結構具有耐壓的性質，其承受壓 強範圍至少是Oatm latm。
6.根據權利要求5所述的煙霧箱，其特徵是所述光化學反應艙(4)安裝單向減壓閥 (3)，氣流通過方向是從反應艙(4)到調控艙(2)。
7.根據權利要求6所述的煙霧箱，其特徵是減壓閥(3)的閾值壓強略大於由內層(5) 材料的重力產生的壓強。
8.根據權利要求1所述的煙霧箱，其特徵是所述空氣循環系統包括壓縮機(10)、真空 泵(8)、氣路、空氣淨化系統(9)和閥門。
9.根據權利要求8所述的煙霧箱，其特徵是所述空氣循環系統可以加入壓強計和控 制器；壓強計至少兩個，分別安裝於調控艙(2)和反應艙(4)的氣路中；控制器用於控制壓 縮機(10)和真空泵(8)。
全文摘要
本發明公布了一種雙層煙霧箱，使用這種雙層煙霧箱可以調節光化學反應的壓強。煙霧箱由光化學反應艙、調控艙、控溫系統、空氣循環系統和採樣分析系統構成。煙霧箱的主體為雙層結構，外層為剛性的透光材料；內層為透光材料；調控艙是外層和內層之間的空間，調控艙安裝換氣閥；光化學反應艙是內層所包圍的空間，安裝換氣閥和採樣口。外層調控艙可以保護內層光化學反應艙，並防止反應艙內的氣體被汙染。本發明公布的這種雙層煙霧箱能夠對光化學反應的壓強進行調節，可以精確的控制實驗條件，增加實驗的可重複性和實驗結果的可靠性。
文檔編號B01L1/00GK101804365SQ201010133619
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月23日 優先權日2010年3月23日
發明者何樹悠, 朱平, 楊果, 董寧, 郭冰 申請人:深圳市華測檢測技術股份有限公司