CN216350150U - 一种采用离子传感器的物理吸附仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用离子传感器的物理吸附仪，包括样品站、第一连接部、第二连接部、第三连接部与气源，所述第一连接部包括第一管线，所述第一管线的一端与样品站连通，所述第一管线上设置有压力传感器，所述第二连接部包括第二管线、第四管线、第六管线，所述第四管线的一端连通有分子泵，所述第六管线的一端连通有机械泵，所述分子泵与机械泵通过第五管线连通，所述第三管线的一端与气源连通，所述第三管线的另一端通过比例阀与第二管线、第六管线的另一端连通；本实用新型通过离子传感器的设置，能够采集极高真空下的压力数据，获取超低压下的吸附量数据，从而完整的表征超微孔区段的孔径分布，大大提高了物理吸附仪的测定精度。

Description

一种采用离子传感器的物理吸附仪

技术领域

本实用新型涉及静态容量法物理吸附仪领域，具体是一种采用离子传感器的物理吸附仪。

背景技术

静态容量法技术中，小于整数的相对压力是通过造成部分真空条件来实现的。在已知的固定体积里，用精确的高精度压力传感器监控因吸附过程引起的压力变化情况。需要测得在不同相对压力下一系列的气体吸附量。通常，测定仪器在相对压力范围0和0.999之间采集数据点。实验测定的数据以成对数值的方式进行记录：以在标准温度和压力下的体积表示气体吸附量，其对应的是相对压力(P/Po)。根据这些数据绘制的图就称为吸附等温线。

向样品管内通入一定量的吸附质气体，通过控制样品管中的平衡压力直接测得吸附分压，通过气体状态方程PV＝nRT得到该分压点的吸附量V；通过逐渐投入吸附质气体增大吸附平衡压力，得到吸附等温线；通过逐渐抽出吸附质气体降低吸附平衡压力，得到脱附等温线；然后应用适当的数学模型推算分析材料的比表面积,多孔材料的孔容积及孔径分布等数据。

但是由于极低真空下压力传感器的量程下限限制，无法获得极低相对压力，比如需要表征超微孔样品，如果不能很好的得到极低真空的压力数据，就很难完整的表征超微孔区段的孔径分布，因此亟需一种采用离子传感器的物理吸附仪。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采用离子传感器的物理吸附仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种采用离子传感器的物理吸附仪，包括样品站、第一连接部、第二连接部、第三连接部与气源，所述第一连接部包括第一管线，所述第一管线的一端与样品站连通，所述第一管线上设置有压力传感器，所述第二连接部包括第二管线、第四管线、第六管线，所述第四管线的一端连通有分子泵，所述第六管线的一端连通有机械泵，所述分子泵与机械泵通过第五管线连通，所述第三连接部包括第三管线，所述第三管线的一端与气源连通，所述第三管线的另一端通过比例阀与第二管线、第六管线的另一端连通，所述第四管线上连通有离子传感器，所述第二管线的一端通过连接管件与第四管线、第一管线的另一端连通，所述第三管线上设置有第四电磁阀，所述第二管线上设置有第三电磁阀。

作为本实用新型进一步的方案：所述第二管线上连通有第七管线、第九管线，所述第七管线、第九管线均与第五管线连通，所述第七管线、第九管线分别位于第三电磁阀的两侧。

作为本实用新型进一步的方案：所述第七管线、第九管线上分别设置有第八电磁阀、第九电磁阀。

作为本实用新型进一步的方案：所述第五管线上设置有第六电磁阀，所述第六电磁阀位于第七管线、第九管线之间。

作为本实用新型进一步的方案：所述第四管线上设置有第五电磁阀，所述第六管线上设置有第七电磁阀。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第一管线上设置有第一电磁阀、第二电磁阀，所述压力传感器位于第一电磁阀和第二电磁阀之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过离子传感器的设置，能够采集极高真空下的压力数据，获取超低压下的吸附量数据，从而完整的表征超微孔区段的孔径分布，大大提高了物理吸附仪的测定精度。

2、本实用新型通过通过第七管线、第九管线与第八电磁阀、第九电磁阀的设置，可在吸附仪的抽真空过程中，任意采用分子泵或机械泵进行抽真空作业，也可使分子泵与机械泵同时进行抽真空作业，使用效果更好。

附图说明

图1为一种采用离子传感器的物理吸附仪的结构示意图。

图2为一种采用离子传感器的物理吸附仪中第一连接部的结构示意图。

图3为一种采用离子传感器的物理吸附仪中第二连接部的结构示意图。

图4为一种采用离子传感器的物理吸附仪中第三连接部的结构示意图。

其中，样品站1、第一管线2、第一电磁阀3、压力传感器4、第二电磁阀5、第二管线6、比例阀7、气源8、第三电磁阀9、第四电磁阀 10、第四管线11、离子传感器12、分子泵13、第五管线14、机械泵15、第六管线16、第五电磁阀17、第六电磁阀18、第七电磁阀19、第七管线20、第八电磁阀21、第九管线22、第九电磁阀23、第三管线24。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下将结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有说明书特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

请参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种采用离子传感器的物理吸附仪，包括样品站1、第一连接部、第二连接部、第三连接部与气源8，所述第一连接部包括第一管线2，所述第一管线2的一端与样品站1连通，所述第一管线2上设置有压力传感器4，所述第二连接部包括第二管线6、第四管线11、第六管线16，所述第四管线11 的一端连通有分子泵13，所述第六管线16的一端连通有机械泵15，所述分子泵13与机械泵15通过第五管线14连通，所述第三连接部包括第三管线24，所述第三管线24的一端与气源8连通，所述第三管线24的另一端通过比例阀7与第二管线6、第六管线16的另一端连通，所述比例阀为PFC比列调节阀，所述第四管线11上连通有离子传感器12，所述离子传感器12为热阴极电离真空计或冷阴极电离真空计中的一种，热阴极电离真空计工作原理为:电子在电场中飞行时从电场获得能量，若与气体分子碰撞，将使气体分子以一定几率发生电离，产生正离子和次级电子，在飞行路途中产生的正离子数，正比于气体密度n,在一定温度下正比于气体的压力p，因此，可根据离子电流的大小指示真空度。由灯丝加热提供电子源的电离真空计称为热阴极电离真空计；冷阴极电离真空计的工作原理为：冷阴极电离真空计是靠冷发射(场致发射、光电发射、气体被宇宙射线电离等)所产生的少量初始自由电子，电子碰撞气体分子，有一部分为电离碰撞，电离后形成的正离子在阴极上打出的二次电子。电离过程连锁的进行，在很短时间内雪崩式地产生大量的电子和离子，这样就形成了自持气体放电(一般称为潘宁放电)，此放电电流与压力有关，用放电电流即可做为真空度的测量。热阴极电离真空计与冷阴极电离真空计均由测量规管和电气测量电路(真空计控制单元和指示单元)组成。规管功能是把非电量的气体压力转换成电量——离子电流，因此又被称为离子传感器。所述第二管线6的一端通过连接管件与第四管线11、第一管线2的另一端连通，所述第三管线24上设置有第四电磁阀10，所述第二管线6上设置有第三电磁阀9。

所述第二管线6上连通有第七管线20、第九管线22，所述第七管线20、第九管线22均与第五管线14连通，所述第七管线20、第九管线22分别位于第三电磁阀9的两侧。

所述第七管线20、第九管线22上分别设置有第八电磁阀21、第九电磁阀23。

通过第七管线20、第九管线22与第八电磁阀21、第九电磁阀23 的设置，可在吸附仪的抽真空过程中，任意采用分子泵13或机械泵 15进行抽真空作业，也可使分子泵13与机械泵15同时进行抽真空作业。

所述第五管线14上设置有第六电磁阀18，所述第六电磁阀18位于第七管线20、第九管线22之间。

所述第四管线11上设置有第五电磁阀17，所述第六管线16上设置有第七电磁阀19。

所述第一管线2上设置有第一电磁阀3、第二电磁阀5，所述压力传感器4位于第一电磁阀3和第二电磁阀5之间。

本实用新型的工作原理是：

1：当样品站1内需要极低真空时，分子泵13和机械泵15同时工作，有两种方式可选，(1)：快速抽真空，机械泵15，分子泵13 对离子传感器12及所有的管线和阀门，以及样品站1进行全速抽真空。(2)：通过调节第五电磁阀17、第六电磁阀18、第七电磁阀19、第八电磁阀21及第九电磁阀23分别通过机械泵15与分子泵13进行抽真空。(3)：可调节式的抽真空，通过比例阀7来控制真空的速率，通过离子传感器12的设置，可可以很好的得到极低真空下的压力数据，从而完整的表征超微孔区段的孔径分布。

2：当需要向样品站1内注气时，通过打开第一电磁阀3、第二电磁阀5、第三电磁阀9、第四电磁阀10和比例阀7及可向样品站1内注入气体。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种采用离子传感器的物理吸附仪，包括样品站(1)、第一连接部、第二连接部、第三连接部与气源(8)，其特征在于：所述第一连接部包括第一管线(2)，所述第一管线(2)的一端与样品站(1)连通，所述第一管线(2)上设置有压力传感器(4)，所述第二连接部包括第二管线(6)、第四管线(11)、第六管线(16)，所述第四管线(11)的一端连通有分子泵(13)，所述第六管线(16)的一端连通有机械泵(15)，所述分子泵(13)与机械泵(15)通过第五管线(14)连通，所述第三连接部包括第三管线(24)，所述第三管线(24)的一端与气源(8)连通，所述第三管线(24)的另一端通过比例阀(7)与第二管线(6)、第六管线(16)的另一端连通，所述第四管线(11)上连通有离子传感器(12)，所述第二管线(6)的一端通过连接管件与第四管线(11)、第一管线(2)的另一端连通，所述第三管线(24)上设置有第四电磁阀(10)，所述第二管线(6)上设置有第三电磁阀(9)。

2.根据权利要求1所述的一种采用离子传感器的物理吸附仪，其特征在于：所述第二管线(6)上连通有第七管线(20)、第九管线(22)，所述第七管线(20)、第九管线(22)均与第五管线(14)连通，所述第七管线(20)、第九管线(22)分别位于第三电磁阀(9)的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种采用离子传感器的物理吸附仪，其特征在于：所述第七管线(20)、第九管线(22)上分别设置有第八电磁阀(21)、第九电磁阀(23)。

4.根据权利要求3所述的一种采用离子传感器的物理吸附仪，其特征在于：所述第五管线(14)上设置有第六电磁阀(18)，所述第六电磁阀(18)位于第七管线(20)、第九管线(22)之间。

5.根据权利要求1所述的一种采用离子传感器的物理吸附仪，其特征在于：所述第四管线(11)上设置有第五电磁阀(17)，所述第六管线(16)上设置有第七电磁阀(19)。

6.根据权利要求3所述的一种采用离子传感器的物理吸附仪，其特征在于：所述第一管线(2)上设置有第一电磁阀(3)、第二电磁阀(5)，所述压力传感器(4)位于第一电磁阀(3)和第二电磁阀(5)之间。

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