[实用新型]一种用于低温程序升温实验的线性升温装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动化温度测控技术领域，尤其是一种用于低温程序升温实验的线性升温装置。

背景技术

程序升温技术是催化研究领域中应用最广泛的一种分析技术，它不仅可以定性和定量的分析表面物种及其在表面上的吸附、反应情况，还可以与其他表面科学技术一起互补利用，得到更多在分子层面上的微观信息。随着现代工业催化技术不断追求低能耗、绿色环保和可持续发展的目标，降低催化反应的温度一直是研究人员的主要目标之一。从常温开始的程序升温技术已经不能完全满足现代催化技术的基础和应用研究；然而，从低温开始的线性升温装置一方面商业化程度很低，另一方面现有的产品通常只能实现从低温到常温和常温到高温的分段式线性升温，且结构复杂、价格昂贵、线性精度不高，很难与现有产品进行对接。因此，研究具有通用性的可用于低温程序升温实验的线性升温装置具有重要的现实意义。

经检索：中国专利：王成文，一种低温反应装置，专利号：201320642678.0；王成文，一种高低温串联反应装置，专利号：201320643360.4；张超智等，一种高低温反应一体装置，专利号：201420341900.8。这些相关装置均涉及催化剂低温相关技术，然而它们在一定程度上存在结构复杂、造价较高、线性精度不高、线性范围较小的不足。

提高从低温开始的线性升温技术的控制精度，除了需要对样品准确的测温、较好的PID参数和稳定的电学系统，更重要的是给系统提供一个稳定的冷却源、程序可控的加热源以及稳定的温度响应。而后者正是现有产品面临的最主要挑战之一，同时也是本发明的主要出发点和创新点。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种造价低廉、结构简单且通用性好的用于低温程序升温实验的线性升温装置，该装置是由U型管、样品、加热灯丝、杜瓦杯、橡胶塞、热电偶、PID模块、程控电源、金属螺旋管、气体管、杜瓦瓶、液氮、两通接头和小型负压泵组成，该装置的气体管路内的气体为氦气，由小型负压泵驱动氦气在由杜瓦杯、金属螺旋管和气体管构成的封闭空间内循环，冷却气经杜瓦瓶中的液氮进行冷却后进入杜瓦杯，为置于U型管中的样品提供稳定的冷却源。样品的温度由热电偶测出反馈至PID模块，并由PID模块控制为样品加热灯丝提供电流的程控电源从而实现样品的稳定线性升温。另外，通过调节小型负压泵的抽气速率可以改变样品所降至的最低温度。

本实用新型所述的一种用于低温程序升温实验的线性升温装置，该装置是由U型管、样品、加热灯丝、杜瓦杯、橡胶塞、热电偶、PID模块、程控电源、金属螺旋管、气体管、杜瓦瓶、液氮、两通接头和小型负压泵组成，在杜瓦杯(4)中固定有用于程序升温实验的U型管(1)，在U型管(1)中的一侧管内设有样品(4)，并在其外部固定有加热灯丝(3)，加热灯丝(3)的两端与程控电源(8)连接，热电偶(6)的一端与样品(2)连接，热电偶(6)的另一端与PID模块(7)连接，PID模块(7)与程控电源(8)连接，在杜瓦杯(4)的顶端通过U型管(1)固定橡胶塞(5)；在杜瓦杯(4)的一侧设有杜瓦瓶(11)，杜瓦瓶(11)中设有金属螺旋管(9)，金属螺旋管(9)的一端连接的气体管(10)通过杜瓦杯(4)的顶端固定的橡胶塞(5)插入杜瓦杯(4)中，金属螺旋管(9)的另一端连接的气体管(10)通过两通接头(13)、小型负压泵(14)由杜瓦杯(4)的顶端固定的橡胶塞(5)插入杜瓦杯(4)中，在杜瓦瓶(11)中装有液氮(12)。

所述的杜瓦杯(4)为封闭的气体循环系统。

所述的气体管(10)内的气体为氦气。

所述的热电偶为K型热电偶。

所述用于程序升温实验的U型管为玻璃或石英管。

本实用新型所述的一种用于低温程序升温实验的线性升温装置，该装置具有的优点和积极效果为：对程序升温技术中常用的U型管的加热和冷却系统进行改造，为样品从低温开始的线性升温提供了稳定的冷却源、程序可控的加热源以及稳定的外界环境，从而可以实现从低温(近液氮温度)至高温(高于700K)的连续线性升温，具有结构简单、造价低廉、线性精度高等特点，有很强的通用性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明并给出实施例。