[发明专利]一种可精确控压的气体吸附解析方法及装置

权利要求书

1.一种可精确控压的气体吸附解析方法，包括以下步骤：

1)设置气体吸附解析装置，其包括气体注入系统、第一真空泵、第一参比室、样品室、第二参比室、第二真空泵、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和温度传感器；

位于气体注入系统与第一真空泵的输出端气体管道上设置有第一阀门；位于第一参比室与样品室之间的气体管道上设置有第二阀门；位于样品室与第二参比室之间的气体管道上设置有第三阀门；位于第二参比室与第二真空泵之间的气体管道上设置有第四阀门；

2)对气体吸附解析装置进行抽真空操作，使得第一参比室、样品室和第二参比室内的压力为0；

3)确定第一参比室的容积V参1、样品室的容积V样和第二参比室的容积V参2；

4)将岩石样品放入样品室内，确定岩石样品的体积V岩；

5)通过气体注入系统向气体吸附解析装置内的第一参比室注入气体，样品室内的岩石样品对气体进行吸附作用，计算在样品室内的压力达到每个吸附平衡目标压力时岩石样品对气体的吸附量；

6)当样品室内的压力达到最高的吸附平衡目标压力后，减小样品室内的气体，样品室内的岩石样品对气体发生解析作用，计算在样品室内的压力达到每个解析平衡目标压力时岩石样品对气体的吸附量。

2.如权利要求1所述的一种可精确控压的气体吸附解析方法，其特征在于：所述步骤3)中，确定第一参比室的容积V参1、样品室的容积V样和第二参比室的容积V参2，包括以下步骤：

(1)将第一参比室、样品室和第二参比室没于油浴槽中，待其温度达到指定实验温度T并恒定后，打开第一阀门，关闭第二阀门、第三阀门和第四阀门，通过气体注入系统向第一参比室内注入氦气，当第一参比室内的压力稳定后，停止注入氦气，关闭第一阀门，记录第一参比室内的压力P参1；

(2)打开第二阀门，第一参比室内的气体进入样品室中，当第一参比室和样品室内的压力稳定后，记录第一参比室内的压力P参1′和样品室内的压力P样；

(3)根据物质平衡原理和气体状态方程PV＝znRT，其中P为气体压力，V为气体体积，z为气体在压力为P时的气体压缩因子，n为气体物质的量，R为气体常数，常用8.314J/(mol·k)，T为气体所处温度，得到公式：

其中，z参1、z参1′和z样分别对应气体在压力为P参1、P参1′和P样时的气体压缩因子；

(4)对第一参比室和样品室进行抽真空操作，在样品室中放入不发生吸附作用且体积为V标的标准块，重复步骤(1)和步骤(2)，根据物质平衡原理和气体状态方程PV＝znRT得到公式：

式中，P参1标为放入标准块后重复步骤(1)时第一参比室达到的稳定压力，P参1标′为放入标准块后重复步骤(2)时第一参比室达到的稳定压力，P样标为放入标准块后重复步骤(2)时样品室达到的稳定压力，z参1标、z参1标′和z样标分别对应气体在压力为P参1标、P参1标′和P样标时的气体压缩因子；

(5)将公式(1)和公式(2)联立方程组求解得：

(6)对气体吸附解析装置进行抽真空操作后，打开第一阀门和第二阀门，关闭第三阀门和第四阀门，通过气体注入系统向第一参比室和样品室内注入氦气，当第一参比室和样品室内的压力稳定后，停止注入氦气，关闭第一阀门，记录第一参比室内的压力P参1″和样品室内的压力P样″；

(7)打开第三阀门，第一参比室和样品室内氦气进入第二参比室内，当第一参比室、样品室和第二参比室内的压力稳定后，记录第一参比室内的压力P参1″′、样品室内的压力P样″′和第二参比室内的压力P参2″′；

(8)根据第一参比室、样品室和第二参比室内的气体的总物质的量守恒有：

求解得到：

式中，z参1″、z参1″′、z样″、z样″′和z参2″′分别对应气体在压力为P参1″、P参1″′、P样″、P样″′和P参2″′时的气体压缩因子。