用于电解过程的自动量热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种用于电解过程的自动量热装置，有量热部分和计算机系统部分，量热电解槽与它配套的一热电偶一端连接，另一热电偶一端与恒温浴槽连接，两热电偶另一端连接到冰点稳定器，两热电偶感知的温度变化则可表征测量热量，将其信号经调理器后到转换器再送计算机系统；电解槽还与气压传感器连接，将压力数据转换后送计算机系统；跟踪电解槽液面高度的摄像头与录像机、大屏幕监视器和图象转换器连接，将视频信号转换成数据信号也送计算机系统；用于本装置的计算机控制系统由五个既相互独立，又互相关联的模块组成。本装置能够超长时间连续工作，对电解加工过程测控及质量均可实行量化控制，使产品质量和加工效率明显提高。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明 一、
本技术涉及一种量热技术，更具体地说，是涉及一种用于电解过程的自动量热装置。二
技术介绍
量热技术是用于测量物质的本征能量，即用于物质基础热量测量的专门技术。通过所测得的热量数据可反映组成系统的物质在物理化学反应前后的能量变化，进而可以推测该系统的热力学状态。以往对电解产物自身因化学乃至核的变化导致的温度微观效应研究得不多，经过电解处理后，材料的原子分子结构发生变化引起的能量差异，如“超热”效应更是知之甚少。从历史上第一次进行电解水(1800年Nichoson和Carlisle)来生产氢气和氧气的尝试算起至今已经两个世纪过去了，用钯电极电解普通水、进而研究溶氢现象的历史也已经有一百多年了，但很少有人注意到该系统的输出热焓会比输入热焓高的异常现象，也很少有人对此进行深入的研究，更没有专利技术出相关的检测仪器。这种令人遗憾的状态一直持续到1989年。当时英国的Pons和美国的Fleischmann两位著名电化学家注意到在室温下电解重水会产生很明显的超额热量放出，他们将此现象称为“冷核聚变”，其主要特征之一就是电解系统输出的热能大于输入系统的总电能(即超热)，引起了全球科学界的强烈反响。但由于超热现象的复现率很低，再加上现有的量热技术和量热装置根本无法满足该实验的要求，使得这一现象至今仍然得不到公认。目前国内外使用的所有量热仪或量热装置的工作原理都是基于传统量热仪的静态测试的，即所测量的样品均为已经制备好的材料，包括固体、气体或液体，如固体橡胶，气体甲烷或液体乙醇，将所测材料放入设定环境如氧气氛绝热的密闭容器中进行加热或燃烧，然后测量材料放出或吸收的热量，并记录在这一过程中的热量变化，最后从记录的热量中减去加热电功率即为该物质在该状态下放出或吸收的热量，最终得到所测材料的热力学数据。如专利号87212029，名称为恒温式自动量热仪，虽然在传统量热仪上进行改进，突出恒温技术，但其结构仍未突破传统量热仪的先天不足，即不能以开放模式工作，因而也就无法解决氢气或氘气在量热桶内与氧气再次复合为水或重水的生成热(-68.317cal/g.mol)引起的负面影响，更不能动态实时监测由于反应物质之间，产物之间以及反应物与产物之间相互作用引起的系统热量变化等等。总之，不能直接用于象电解这样复杂电化学过程的量热动态实时监测。又如专利号为972312451，名称为量热仪热转换装置，其特点是将测量过程中产生的余热水循环使用，从而提高测试精度，减轻工作量，但其结构仍然是传统量热仪的形式。显然，上述传统量热仪或装置都不能动态实时精确地测量物质的热量变化，即对物理化学过程，特别是对反应逆反应过程极为复杂的电化学工程，如电解加工，电解精练以及材料的电解改性等中的系统热量动态变化的量热问题无能为力，在电解精细加工过程中温度的变化对加工质量的影响过去都是凭经验加以控制。在实际的物理化学反应过程中反应物质之间，产物之间，甚至反应物与产物之间都存在着相互作用，所以它们之间由于能量的交换而影响平衡的各个进程。如体系的温度过高会使产品质量变差，温度过低将显著延缓反应速度，产物数量锐减等，氨(H3N)的生产就是一个典型。又如有些反应中的产物不能稳定存在，即只在反应过程中暂时存在，其中氢化钛(TiH)就是一个例子。因此，用传统的量热仪或装置是不可能分析这些物质热量变化的，也不能解决在复杂的大功率的电解过程中微小温度变化过程的实时精确量热问题，更不能满足超长时间连续工作的要求和解决海量测试数据实时存储等问题。三
技术实现思路
本技术的目的在于创造一种用于电解过程的自动量热装置，该装置能够对电解液的电化学过程放出的热量变化进行动态实时精确测试，在多路A-D转换器件的支持下，将热传感器感知的微小现场变量的变化实时采集到计算机系统内，经过快速比较计算，在屏幕上动态显示变化趋势，并实现了测试数据实时存储、数据库远程访问、资源共享等功能，解决了大功率电解过程中微小温度变化的实时精确量热的问题。为实现上述目的，本技术提供一种用于电解过程的自动量热装置，包括有量热系统部分和计算机控制系统部份。按照本技术，该装置的量热系统部分设计为开放式电解槽，还包括有与开放式电解槽配套的两个热电偶、恒温浴槽、冰点稳定器、热电偶信号调理器、热量标定电源、电解直流电源、气压传感器、转换器-接口A/D-I/O、微型(视频)摄像头、长延时录像机、大屏幕监视器、图象转换器和不间断电源UPS。本装置的开放式电解槽与一个热电偶的一端接通，另一个热电偶的一端与恒温浴槽接通，电解槽与恒温浴槽相通，即电解槽置于恒温浴槽水浴中，两个热电偶的另一端都与冰点稳定器连接，冰点稳定器与热电偶信号调理器连接，两个热电偶感知的温度差经热电偶信号调理器后其信号送经转换器-接口A/D-I/O，再送到计算机控制系统处理；同时在电解槽附近安装一微型摄像头跟踪电解液面高度，以精确测量电解液的损失量，摄像头与长延时录像机连接、还与大屏幕监视器和图像转换器相连接，然后将视频信号转换成数据信号再送到计算机控制系统处理；同时电解槽还与气压传感器连接，以得到压力数据，该数据经转换器-接口A/D-I/O转换后再送到计算机控制系统处理；电解槽与热量标定电源的连接，是为提供模拟热源来动态标定测量精度，其测试信号仍由热电偶送经转换器-接口A/D-I/O后再送计算机控制系统处理；电解直流电源与电解槽连接给予电解槽供电，不间断电源UPS与该装置所有用电系统连接给其供电。本装置的计算机控制系统部分由五个既相互独立，又互相关联的模块组成，它们是多路实时数据采集系统主控程序，用于订制各种初始参量、通讯状态的设置、数据流的显和输控制的多路实时数据采集；界面管理单元，用于负责各应用程序界面及相关参数的调用、修改与转换；图像编辑模块，用于处理显示、存储、调用与编辑图象数据；数据采集与处理单元，用于将其优先级在各个模块中被设置成最高、主控系统为其分配的时间片最大、保证模块能对高达4组32路的模拟量进行实时数据采集，并将采集到的原始数据进行数字滤波、按预先设定的管道进行运算、显示和存储；数据库管理单元，用于负责将处理前后的数据按时间和类型存入数据库；本技术用于电解过程的自动量热装置，其电解槽是一个真空夹层的石英玻璃杜瓦，其上端用塑料盖帽封口，形成一近似绝热容器，杜瓦电解槽真空夹层的内壁两侧镀有银膜层。杜瓦电解槽上端塑料盖帽上开有对应多个小孔，一热电偶一端穿过盖帽上小孔与杜瓦电解槽接通的，钛丝阴极和铂丝阳极同样经过小孔固定于杜瓦电解槽内，阴极钛丝上安装有高温塑料套管，阳极铂丝是绕制在石英玻璃骨架上，并用有机单向膜放置在阴极和阳极之间，用于隔离电解产物氢和氧，还设置有可关断注液管和可关断排气管，它们也从盖帽上的小孔通入杜瓦电解槽。在电解槽底部设置有加热电阻，并采用两个以上金属膜精密电阻并联成加热组排的形式，其端部密封后固定在座架上再置于电解槽底部，该加热电阻以提供模拟热源来动态标定测量精度，使该装置的量热精度能方便又准确地校正，加热电阻的引出线从盖帽上的小孔穿出，与热量标定电源连接。本技术用于电解过程的自动量热装置，其冰点稳定器是一个玻璃杜瓦，玻璃杜瓦上端有一封盖，封盖上开有大小不同的孔，一塑料漏斗的漏管端与一电磁阀的入口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电解过程的自动量热装置，包括量热系统部分和计算机控制系统部分，其特征在于：该装置的量热系统部分设计为开放式电解槽（１），还包括有与开放式电解槽配套的热电偶（２）（３）、恒温浴槽（４）、冰点稳定器（５）、热电偶信号调理器（６）、热量标定电源（７）、电解直流电源（８）、气压传感器（９）、转换器－接口Ａ／Ｄ－Ｉ／Ｏ（１０）、微型摄像头（１１）、长延时录像机（１２）、大屏幕监视器（１３）、图像转换器（１４）和不间断电源ＵＰＳ（１５），所说开放式电解槽（１）与热电偶（２）的 一端接通，热电偶（３）的一端与恒温浴槽（４）接通，电解槽（１）与恒温浴槽（４）相通，即电解槽置于恒温浴槽水浴中，热电偶（２）（３）的另一端都与冰点稳定器（５）连接，冰点稳定器（５）与热电偶信号调理器（６）连接，两个热电偶感知的微小温度差经热电偶信号调理器后其信号送经转换器－接口Ａ／Ｄ－Ｉ／Ｏ（１０），再送到计算机控制系统；电解槽附近安装的微型摄像头（１１）与长延时录像机（１２）、大屏幕监视器（１３）和图像转换器（１４）相连接，然后将视频信号转换成数据信号再送到计算机控制系统；同时电解槽（１）还与气压传感器（９）连接，以得到压力数据，该数据经转换器－接口Ａ／Ｄ－Ｉ／Ｏ（１０）后再送到计算机控制系统；电解槽连接的热量标定电源（７），以提供模拟热源来动态标定测量精度，其测试信号仍由热电偶送经转换器－接口Ａ／Ｄ－Ｉ／Ｏ后再送计算机控制系统；电解槽由电解直流电源（８）供电，不间断电源ＵＰＳ（１５）与该装置所有用电系统连接给其供电。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苟清泉，张清福，孙悦，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]