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- 溫度對(duì)高壓氣體吸附測(cè)試的影響
- 高壓氣體吸附測(cè)試是評(píng)價(jià)材料在高壓狀態(tài)下對(duì)某種氣體吸附能力的一種重要方法。在某一恒定溫度下,通過向一密閉腔體中投入一定量的吸附質(zhì)氣體,通過吸附前后腔體內(nèi)壓力變化,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,可以計(jì)算得到樣品在該溫度下的吸附量。改變投入氣體的量,可測(cè)試得到樣品在不同分壓下樣品的吸附量,也可得到樣品的吸附脫附等溫線。因此,高壓氣體吸附測(cè)試被廣泛應(yīng)用在儲(chǔ)氫,頁巖氣,煤層氣,分子篩,活性炭等材料的高壓吸附領(lǐng)域。
應(yīng)用領(lǐng)域:1、高溫高壓氣體吸附研究,超臨界氣體性能研究,微孔材料吸附研究,儲(chǔ)氫材料性能研究,煤層氣研究,石油勘探等2、典型應(yīng)用包括催化劑、分子篩、活性炭、碳納米管和各種儲(chǔ)氫材料。 高壓氣體吸附測(cè)試儀3、了解材料的吸附特性是燃料電池、電池?zé)煹罋庀礈焖吞細(xì)浠衔镅芯亢桶l(fā)展的關(guān)鍵高壓氣體吸附測(cè)試的準(zhǔn)確度,受到多方面因素的影響,如溫度,儀器氣密性,壓力傳感器精度,儀器耐壓強(qiáng)度等等。由于氣體受熱膨脹,因此,溫度是影響高壓氣體吸附測(cè)試的一個(gè)重要指標(biāo),哪些地方需要恒溫,如何維持系統(tǒng)恒溫就顯得尤為重要了。在高壓吸附測(cè)試中,有以下兩處需要恒溫:1. 樣品恒溫:只有樣品恒溫,那么對(duì)樣品的高壓氣體吸附性能評(píng)價(jià)才有意義。因?yàn)闇囟葘?duì)樣品的吸附能力具有很大的影響。溫度不同,樣品的吸附能力也不同。通常所說的樣品的吸附能力也是指樣品在某一特定溫度下的吸附能力。恒溫的方式包括水浴,油浴等。2. 儀器內(nèi)部全系統(tǒng)恒溫:高壓氣體吸附測(cè)試的核心使測(cè)試氣體的壓力變化,只有當(dāng)氣體長(zhǎng)期處于一個(gè)恒定的溫度中,壓力傳感器測(cè)的的壓力才具有意義。氣體在高壓條件下,溫度每變化一度,壓力將會(huì)產(chǎn)生很明顯的變化。受周圍環(huán)境的影響,在測(cè)試過程中,溫度可能發(fā)生微小的波動(dòng),因此就必須對(duì)系統(tǒng)采取全恒溫的模式。如下圖:在高壓吸附測(cè)試中,溫度的變化主要有以下原因:1. 測(cè)試環(huán)境中空氣的對(duì)流產(chǎn)生溫度的變化:由于測(cè)試過程中,周圍的環(huán)境的溫度是在不斷變化的,因此儀器內(nèi)外就會(huì)產(chǎn)生空氣對(duì)流,對(duì)系統(tǒng)溫度產(chǎn)生影響。為了盡量減少空氣的對(duì)流,就必須將測(cè)試腔與外界隔離開。因此,具有防護(hù)門的高壓氣體吸附測(cè)試儀就顯得尤為重要了。防護(hù)門中間采用保溫材料,能很好的與外界隔絕,具有良好的減少對(duì)流,維持系統(tǒng)溫度恒定的作用。如下圖:
2. 儀器內(nèi)部的熱傳導(dǎo):很多儀器在長(zhǎng)期使用過程中,都會(huì)產(chǎn)生較大的發(fā)熱現(xiàn)象。在高壓氣體吸附測(cè)試過程中,儀器發(fā)熱的原因主要是有電磁閥的動(dòng)作引起的,電磁閥的工作原理是通過電磁線圈控制閥門的開閉,有焦耳定律可知道,通電線圈是會(huì)產(chǎn)生熱量的。電磁閥產(chǎn)生的熱量會(huì)通過不銹鋼管路傳導(dǎo)到測(cè)試腔,對(duì)測(cè)試產(chǎn)生較大影響。未避免此類影響,儀器內(nèi)部閥門Z好使用氣控閥,氣控閥是通過給閥門供氣,來控制閥門的開關(guān),因此無電磁閥所產(chǎn)生的發(fā)熱影響。高壓氣體吸附,在測(cè)試一些易燃易爆氣體,例如甲烷,二氧化碳,氫氣時(shí),要盡量避免產(chǎn)生電火花,電磁閥是產(chǎn)生電火花的一個(gè)原因,而氣控閥則不會(huì)。因此氣控閥的使用是關(guān)鍵而必須的。同時(shí)儀器也應(yīng)該自帶可燃?xì)怏w報(bào)警器。
可燃?xì)怏w報(bào)警器 進(jìn)口氣控閥(來源:貝士德儀器科技(北京)有限公司)
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1、北極星探頭是電阻式還是電容式?
探頭是電阻(用于低頻和直流)和電容(用干高頻)的并聯(lián)組合。附加組件可補(bǔ)償雜散電容以及電阻器和電容器之間的電容。
2、北極星探頭可以與示波器和儀表一起使用嗎?
如果購(gòu)買了開關(guān)選件,則探頭通常可與示波器和儀表一起使用。此選項(xiàng)可確保要使用的兩個(gè)設(shè)備的輸出阻抗匹配。在許多情況下,客戶可以在其儀表上并聯(lián)一個(gè)電阻,以獲得正確的直流響應(yīng)。例如,對(duì)于一個(gè)10兆歐的輸入表,一個(gè)并聯(lián)的1.111兆歐電阻會(huì)產(chǎn)生探頭設(shè)計(jì)用于的1.000兆歐輸入。
3、如何檢測(cè)高電流失真?
通過斷開探頭輸入,但保持接地不變,可以檢測(cè)到高電流失真。如果在斷開的探頭上檢測(cè)到?jīng)]有輸入信號(hào)的信號(hào),則可能存在高電流失真。
4、大電流如何使任何電壓探頭上的電壓波形失真?
在某些高電流電路中,主脈沖或交流電流的一部分將通過高壓探頭(任何高壓探頭)的接地屏蔽返回。這通常是不希望的,并且通常導(dǎo)致使用屏蔽室或封閉空間。信號(hào)可能會(huì)加到V=Ishield*Rshield(Ishield是沿探頭接地流動(dòng)的電流,Rsheild是探頭外屏蔽的電阻)之類的信號(hào)。例如,我們的標(biāo)準(zhǔn)15英尺電纜的編織電阻為6毫歐。如果沿該電纜返回100A,則看起來像是0.6V或600V輸入信號(hào)。
在某些情況下,電感的作用與電阻相同。
注意:大電流應(yīng)返回電壓源。如果它們通過計(jì)劃外的路徑返回(如探針),則也可能會(huì)導(dǎo)致其他儀器出現(xiàn)問題。探針旨在以最小的方式干擾電路,并且如果接地屏蔽層上有大電流,則探針正在干擾電路。
5、探針電阻應(yīng)如何安裝?
探針的插頭應(yīng)直接插入香蕉柄的手柄附近(探針電阻兩端都有香蕉插頭)。請(qǐng)勿旋轉(zhuǎn)探頭尖端-它可以直接安裝。
6、為什么探頭端接1兆歐示波器輸入阻抗?
較低的輸入阻抗將導(dǎo)致過多的電流消耗或信號(hào)太少(100Megohms/50ohms=2Million:1或25kV在50kV測(cè)量電壓下)。
7、為什么PVM-1-PVM-6上的電阻器附有香蕉插頭?
該電阻器是阻尼電阻器,可抑制>120Mhz頻率下的諧振。電阻器在很高的連續(xù)頻率下可能會(huì)發(fā)生故障,因此很容易更換。此組件的故障很少見,但確實(shí)會(huì)發(fā)生。電阻應(yīng)壓入和壓出,并且不得旋轉(zhuǎn)。如果香蕉插頭被綁住,則探針尖端可能會(huì)過度旋轉(zhuǎn),從而導(dǎo)致泄漏并破壞內(nèi)部連接。
8、為什么不依靠有源探頭呢?
放大器只能使信號(hào)失真,因此放大器的信號(hào)保真度始終受到損害。放大器在高壓瞬變附近也容易發(fā)生故障。
9、為什么不端接探頭,以便它們可以使用50歐姆示波器輸入操作?
端接50歐姆的無源探頭(在10000:1時(shí))的電阻為500,000歐姆。在(例如)50kV時(shí),電流消耗為0.1A,功率消耗為5kW。50歐姆的電阻太低,無法測(cè)量任何具有高占空比的信號(hào)。
10、為什么不自己使用電阻探針?
純電阻探頭會(huì)受到雜散電容的影響,從而使信號(hào)失真。例如,對(duì)于時(shí)間標(biāo)度=400兆歐*2pf=800微秒,具有2pf雜散電容的400Megohm電阻會(huì)發(fā)生失真。即使是帶有100k電阻的純脈沖探頭,也會(huì)在2pf*100k=200ns的時(shí)間尺度上發(fā)生失真。
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