專利名稱：含離子液體溶液微管流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量流體流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的領(lǐng)域，尤其涉及一種含離子液體溶液微管流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
界面動(dòng)電現(xiàn)象影響微細(xì)管道中流體的傳遞過程，當(dāng)固體材料與極性溶液或電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，固體材料表面會(huì)產(chǎn)生表面電荷，影響鄰近的液體，形成雙電層，產(chǎn)生表面zeta 電勢(shì)，壓力驅(qū)動(dòng)流體時(shí)溶液中的電荷重新分布形成流動(dòng)電勢(shì)，從而對(duì)流體產(chǎn)生靜電力，影響流體運(yùn)動(dòng)，宏觀表現(xiàn)為黏性增大，流動(dòng)阻力增加，即電黏效應(yīng)。離子液體是由陰、陽離子組成，在室溫或接近室溫的情況下呈液態(tài)的有機(jī)熔融鹽， 具有取代揮發(fā)性有機(jī)化合物的趨勢(shì)，其水溶液或有機(jī)溶液在微細(xì)管道中的流動(dòng)具有特殊性，存在電黏效應(yīng)。目前國(guó)內(nèi)尚無有關(guān)測(cè)量含離子液體溶液在微細(xì)管道中流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的裝置的報(bào)道。因此，開發(fā)一種測(cè)量含離子液體溶液在微細(xì)管道中流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，從而充分認(rèn)識(shí)微尺度下的流動(dòng)特性對(duì)于離子液體將來在微反應(yīng)器設(shè)計(jì)、微換熱器開發(fā)等應(yīng)用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種含離子液體溶液微管流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的測(cè)量裝置。含離子液體溶液微管流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的測(cè)量裝置包括氣體供壓系統(tǒng)、測(cè)試段和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；氣體供壓系統(tǒng)包括高壓氮?dú)馄?、減壓閥、第一過濾器、第二過濾器、精密減壓閥、截止閥、單向閥、快開閥、第三過濾器、盤管、儲(chǔ)液罐、恒溫槽、儲(chǔ)氣罐；高壓氮?dú)馄俊?減壓閥、第一過濾器、第二過濾器、精密減壓閥、儲(chǔ)氣罐、截止閥、單向閥順次相連，儲(chǔ)液罐內(nèi)設(shè)有盤管，盤管兩端分別與低溫恒溫槽的進(jìn)出口相連，儲(chǔ)液罐下部與第三過濾器、快開閥一端順次相連；測(cè)試段和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括PtlOO測(cè)溫探頭、緩沖腔、第一出口閥、在線電導(dǎo)率傳感器、第一截止閥、三通接頭、第一支路、第二支路、第二截止閥、玻璃套管換熱器、微細(xì)管道、第二出口閥、電子天平、測(cè)量電極、差壓傳感器、信號(hào)發(fā)生器、鎖相放大器、電子計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、兩通接頭、氟橡膠墊圈、緊固件；玻璃套管換熱器內(nèi)設(shè)有微細(xì)管道，微細(xì)管道兩端分別與兩個(gè)兩通接頭一端相連，通過氟橡膠墊圈、緊固件固定；兩個(gè)兩通接頭的另一端分別與兩個(gè)緩沖腔一端相連，兩個(gè)緩沖腔內(nèi)分別設(shè)有測(cè)量電極，兩測(cè)量電極分別與信號(hào)發(fā)生器、鎖相放大器相連；兩個(gè)緩沖腔下端分別設(shè)有差壓傳感器、Ptioo測(cè)溫探頭，并分別與數(shù)據(jù)采集卡、電子計(jì)算機(jī)相連；一緩沖腔上端與第一出口閥、第一截止閥一端相連，另一緩沖腔上端與第二出口閥、第二截止閥一端相連；快開閥另一端與在線電導(dǎo)率傳感器、三通接頭順次相連，從三通接頭分出兩支路，第一支路與第一截止閥一端相連，第二支路與第二截止閥的另一端相連。所述緩沖腔為有機(jī)玻璃腔體，且為圓柱體。所述微細(xì)管道置于玻璃套管換熱器中。
本發(fā)明不僅能夠測(cè)量流體在微細(xì)管道中流動(dòng)的壓降，還可以測(cè)量由于雙電層存在而產(chǎn)生的流動(dòng)電勢(shì)，從而可判斷電黏性對(duì)含離子液體溶液流動(dòng)特性的影響程度，還能得到壁面zeta電勢(shì)和比表面電導(dǎo)率。通過連接在線電導(dǎo)率儀，不僅可以測(cè)量流體的電導(dǎo)率，還可以檢測(cè)管路是否清洗干凈。所采用的氣體供壓系統(tǒng)具有供壓平穩(wěn)、易于調(diào)節(jié)、操作安全的特點(diǎn)。將管路設(shè)計(jì)成回路形式，以及增加出口閥，從而通過控制閥門開關(guān)即可改變流體的流向，方便重復(fù)測(cè)量和管路清洗。測(cè)量溫度、壓降及電導(dǎo)率裝置均由導(dǎo)線連接到計(jì)算機(jī)，能在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示和采集數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。


圖I含離子液體溶液微管流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的測(cè)量裝置的示意圖；圖2測(cè)試段沿管線方向的剖面圖；圖中，高壓氮?dú)馄縄、減壓閥2、第一過濾器3、第二過濾器4、精密減壓閥5、截止閥
6、單向閥7、快開閥8、第三過濾器9、盤管10、儲(chǔ)液罐11、恒溫槽12、儲(chǔ)氣罐13、PtlOO測(cè)溫探頭14、緩沖腔I 5、第一出口閥16、在線電導(dǎo)率傳感器17、第一截止閥18、第一支路19、三通接頭20、第二支路21、第二截止閥22、玻璃套管換熱器23、微細(xì)管道24、第二出口閥25、 電子天平26、測(cè)量電極27、差壓傳感器28、信號(hào)發(fā)生器29、鎖相放大器30、電子計(jì)算機(jī)31、 數(shù)據(jù)采集卡32、兩通接頭33、氟橡膠墊圈34、緊固件35。
具體實(shí)施例方式如圖所示，含離子液體溶液微管流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的測(cè)量裝置包括氣體供壓系統(tǒng)、儲(chǔ)液罐、測(cè)試段和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；氣體供壓系統(tǒng)包括高壓氮?dú)馄縄、減壓閥2、第一過濾器3、第二過濾器4、精密減壓閥5、截止閥6、單向閥7、快開閥8、第三過濾器9、盤管10、 儲(chǔ)液罐11、恒溫槽12、儲(chǔ)氣罐13 ;高壓氮?dú)馄縄、減壓閥2、第一過濾器3、第二過濾器4、精密減壓閥5、儲(chǔ)氣罐13、截止閥6、單向閥7順次相連，儲(chǔ)液罐11內(nèi)設(shè)有盤管10，盤管10兩端分別與低溫恒溫槽12的進(jìn)出口相連，儲(chǔ)液罐11下部與第三過濾器9、快開閥8 一端順次相連；測(cè)試段和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括PtlOO測(cè)溫探頭14、緩沖腔15、第一出口閥16、在線電導(dǎo)率傳感器17、第一截止閥18、三通接頭19、第一支路20、第二支路21、第二截止閥22、玻璃套管換熱器23、微細(xì)管道24、第二出口閥25、電子天平26、測(cè)量電極27、差壓傳感器28、信號(hào)發(fā)生器29、鎖相放大器30、電子計(jì)算機(jī)31、數(shù)據(jù)采集卡32、兩通接頭33、氟橡膠墊圈34、 緊固件35 ;玻璃套管換熱器23內(nèi)設(shè)有微細(xì)管道24，微細(xì)管道24兩端分別與兩個(gè)兩通接頭 33 一端相連，通過氟橡膠墊圈34、緊固件35固定；兩個(gè)兩通接頭33的另一端分別與兩個(gè)緩沖腔15 —端相連，兩個(gè)緩沖腔15內(nèi)分別設(shè)有測(cè)量電極27，兩測(cè)量電極27分別與信號(hào)發(fā)生器29、鎖相放大器30相連；兩個(gè)緩沖腔15下端分別設(shè)有差壓傳感器28、Ptl00測(cè)溫探頭 14，并分別與數(shù)據(jù)采集卡32、電子計(jì)算機(jī)31相連；一緩沖腔15上端與第一出口閥16、第一截止閥18 —端相連，另一緩沖腔15上端與第二出口閥25、第二截止閥22 —端相連；快開閥8另一端與在線電導(dǎo)率傳感器17、三通接頭20順次相連，從三通接頭20分出兩支路，第一支路19與第一截止閥18 —端相連,第二支路21與第二截止閥22的另一端相連。所述流動(dòng)管路為回路，且在所述流動(dòng)回路中設(shè)置出口及出口閥，從而通過控制閥門開關(guān)即可改變流體的流向，方便重復(fù)測(cè)量和管路清洗。所述微管道通過塑料兩通接頭、氟vv
權(quán)利要求
1.一種含離子液體溶液微管流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于包括氣體供壓系統(tǒng)、測(cè)試段和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；氣體供壓系統(tǒng)包括高壓氮?dú)馄?I)、減壓閥(2)、第一過濾器(3)、第二過濾器(4)、精密減壓閥(5)、截止閥(6)、單向閥(7)、快開閥(8)、第三過濾器(9)、盤管(10)、儲(chǔ)液罐(11)、低溫恒溫槽(12)、儲(chǔ)氣罐(13);高壓氮?dú)馄?I)、減壓閥(2)、第一過濾器(3)、第二過濾器(4)、精密減壓閥(5)、儲(chǔ)氣罐(13)、截止閥(6)、單向閥 (7)順次相連，儲(chǔ)液罐(11)內(nèi)設(shè)有盤管(10)，盤管(10)兩端分別與恒溫槽(12)的進(jìn)出口相連，儲(chǔ)液罐(11)下部與第三過濾器(9)、快開閥(8) —端順次相連；測(cè)試段和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括PtlOO測(cè)溫探頭(14)、緩沖腔(15)、第一出口閥(16)、在線電導(dǎo)率傳感器(17)、 第一截止閥(18)、第一支路(19)、三通接頭(20)、第二支路(21)、第二截止閥(22)、玻璃套管換熱器(23)、微細(xì)管道(24)、第二出口閥(25)、電子天平(26)、測(cè)量電極(27)、差壓傳感器(28)、信號(hào)發(fā)生器(29)、鎖相放大器(30)、電子計(jì)算機(jī)(31)、數(shù)據(jù)采集卡(32)、兩通接頭 (33)、氟橡膠墊圈(34)、緊固件(35);玻璃套管換熱器(23)內(nèi)設(shè)有微細(xì)管道(24)，微細(xì)管道 (24)兩端分別與兩個(gè)兩通接頭(33) —端相連，通過氟橡膠墊圈(34)、緊固件(35)固定；兩個(gè)兩通接頭(33)的另一端分別與兩個(gè)緩沖腔(15) —端相連，兩個(gè)緩沖腔(15)內(nèi)分別設(shè)有測(cè)量電極(27)，兩測(cè)量電極(27)分別與信號(hào)發(fā)生器(29)、鎖相放大器(30)相連；兩個(gè)緩沖腔(15)下端分別設(shè)有差壓傳感器(28)、PtlOO測(cè)溫探頭(14)，并分別與數(shù)據(jù)采集卡(32)、 電子計(jì)算機(jī)(31)相連；一緩沖腔(15)上端與第一出口閥(16)、第一截止閥(18)—端相連， 另一緩沖腔(15)上端與第二出口閥(25)、第二截止閥(22)—端相連；快開閥(8)另一端與在線電導(dǎo)率傳感器(17)、三通接頭(20)順次相連，從三通接頭(20)分出兩支路，第一支路 (19)與第一截止閥(18) —端相連，第二支路(21)與第二截止閥(22)的另一端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含離子液體溶液微管流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于所述緩沖腔(15)為有機(jī)玻璃腔體，且為圓柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含離子液體溶液微管流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于所述微細(xì)管道(24)置于玻璃套管換熱器(23)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含離子液體溶液微管流動(dòng)特性及其動(dòng)電參數(shù)的測(cè)量裝置。它包括氣體供壓系統(tǒng)、儲(chǔ)液罐、測(cè)試段和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。氣體供壓系統(tǒng)由高壓氮?dú)馄?、精密減壓閥等組成。測(cè)試段中的塑料兩通接頭一端與微細(xì)管道相連，另一端與緩沖腔相連，緩沖腔下方連有差壓傳感器、Pt100測(cè)溫探頭，側(cè)面引出一對(duì)測(cè)量電極，與鎖相放大器、信號(hào)發(fā)生器相連，流體進(jìn)出口管道上各設(shè)有截止閥及出口閥，總管上連接有在線電導(dǎo)率傳感器。本發(fā)明通過測(cè)量流動(dòng)的壓降以及由于雙電層存在而產(chǎn)生的流動(dòng)電勢(shì)，不僅可判斷電黏性對(duì)流體流動(dòng)特性的影響程度，還可得到壁面zeta電勢(shì)和比表面電導(dǎo)率。該裝置具有穩(wěn)定、可靠、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，通過計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)采集，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
文檔編號(hào)G01N11/04GK102590033SQ20121001504
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者何潮洪, 吳可君, 周穎, 林真, 沈劍, 陳巧麗, 陳菡 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)