RuboSORP 系列磁懸浮天平重量法高壓氣體和蒸汽吸附儀

RuboSORP 系列全自動(dòng)氣體和蒸汽吸附分析儀的核心是Rubolab公司技術(shù)的高精度磁懸浮天平，可定制最多容納120-150克的樣品，樣品直徑可訂制達(dá)到70mm或以上。它能夠無接觸精確測定樣品重量變化，吸附測量不需要通過狀態(tài)方程PV=nZRT進(jìn)行轉(zhuǎn)換，直接測量得到吸附量，并可得到吸附動(dòng)力學(xué)曲線。樣品位于密閉的吸附測量腔內(nèi)，通過電磁力將樣品重量的變化準(zhǔn)確地傳遞到位于常溫常壓下的精密微天平。樣品腔的測量環(huán)境與外界隔離，無需保護(hù)氣，不會(huì)對(duì)天平讀數(shù)帶來任何的影響，因此可以完成非常條件下的樣品重量稱量，例如超低溫(液氮溫度77K或更低)、高溫400度、高壓(700bar或更高)、腐蝕性氣氛(例如氯氣、硫化氫、二氧化硫、氟化氫、碘蒸氣等)、有毒氣氛(硫醚)、水蒸汽/有機(jī)蒸汽(苯、醇類)等。

一、磁懸浮天平的技術(shù)特點(diǎn)

1、測量環(huán)境下樣品的重量

變化測量區(qū)域密封，樣品和外部讀數(shù)天平分離不接觸。避免溫度、壓力、氣氛(腐蝕性氣體，蒸汽)對(duì)天平的損害;測量池金屬密封，實(shí)現(xiàn)高腐蝕或強(qiáng)刺激氛圍中的實(shí)驗(yàn)測定。能夠分析的最小樣品量低不少于50mg。

2、優(yōu)秀的長期穩(wěn)定性

通過特殊設(shè)計(jì)的荷載解耦合裝置，在測量過程中將樣品從天平自動(dòng)脫離，完成天平的清零或者自動(dòng)校準(zhǔn)，然后將樣品重新自動(dòng)加載回到測量位置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。從而保證天平隨時(shí)處于最準(zhǔn)確的狀態(tài)，保證長期測量穩(wěn)定性和精度，數(shù)據(jù)采集間隔0.1秒。

3、天平帶有自優(yōu)化功能，消除零點(diǎn)漂移，全自動(dòng)清零校正。

在長時(shí)間吸附、脫附或者熱重分析過程中，消除天平零點(diǎn)的漂移，可克服溫度、壓力變化等對(duì)于測量穩(wěn)定性的影響；保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。天平帶有自優(yōu)化功能，帶有全自動(dòng)糾錯(cuò)和自動(dòng)恢復(fù)功能，不丟失測量數(shù)據(jù)；避免內(nèi)部錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，發(fā)生樣品籃失控上沖或者墜落，防止樣品散落；只有Rubolab磁懸浮天平可以實(shí)現(xiàn)自優(yōu)化功能。

4、同時(shí)完成密度測量

通過預(yù)先標(biāo)定過體積的浮子作為第二個(gè)惰性樣品，完成高溫高壓下氣體的密度測量

5、模塊化設(shè)計(jì)

可根據(jù)具體應(yīng)用要求，選擇不同的測量池模塊、溫控模塊、氣路系統(tǒng)模塊、外圍分析接口模塊等。甚至可以訂制特殊的功能模塊。

6、測量不確定度分析功能

測量軟件可以完成全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和控制，并且符合ISO9001和GUM指令要求，測量軟件帶有測
量不確定度分析功能；

二、高壓氣體吸附分析儀的組成

1、溫度控制模塊

磁懸浮天平重量法吸附儀的主要優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)和樣品預(yù)處理溫度范圍寬廣，覆蓋-196度到300度(可訂制其他溫度)，有多種恒溫控溫裝置可選。包括杜瓦、連續(xù)低溫恒溫裝置、恒溫油浴和電加熱四種方式。杜瓦用于液氮、液氬、液氧等，連續(xù)低溫恒溫裝置，使用液氮和加熱溫控器實(shí)現(xiàn)連續(xù)低溫變溫，溫控裝置可升級(jí)添加。金屬的吸附測量池被上述裝置恒溫控溫裝置包覆，不同的測量溫度選擇不同的恒溫裝置。即使在吸附實(shí)驗(yàn)過程中，溫度控制裝置也可以更換而不影響測定環(huán)境。循環(huán)浴控溫范圍-50℃到200℃，控制精度讀數(shù)記錄0.01℃，顯示0.1℃，控制精度±0.02℃，加熱功率2kW，制冷功率0.9kW；電加熱溫控系統(tǒng)控溫范圍為室溫到300℃。

2、測量池模塊

①吸附測量池：雙樣品測量模塊，允許同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)樣品的實(shí)驗(yàn)。通過將第二樣品改為已標(biāo)定體積的惰性浮子，測量其重量的變化，可以通過阿基米德定律非常準(zhǔn)確地測量得到高溫高壓下氣體的密度。該功能對(duì)于多組分混合氣體的吸附研究非常重要，因?yàn)榛旌蠚怏w高壓下的密度是無法按照狀態(tài)方程來計(jì)算的。

②大尺寸吸附測量池：通過大樣品測量池，可以完成120-150克樣品的吸附測量，允許的樣品直徑可達(dá)70mm。

③可視化測量池：帶有可視化觀察窗口，可對(duì)測量池腔體內(nèi)部進(jìn)行觀察，也可以通過圖像采集系統(tǒng)對(duì)于樣品實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行觀察。

3、測量控制和軟件分析系統(tǒng)

測量控制和軟件分析系統(tǒng)基于Windows操作系統(tǒng)運(yùn)行，通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)定義和實(shí)驗(yàn)全自動(dòng)控制，并且全自動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)溫度、壓力和樣品重量讀數(shù)，測定吸附/脫附平衡，實(shí)時(shí)顯示吸附/脫附等溫線.

測量軟件符合ISO9001GUM指令要求，帶有全自動(dòng)不確定度計(jì)算功能并且能夠測量得到吸附動(dòng)力學(xué)曲線，所有的數(shù)據(jù)采用ASCII文件格式存儲(chǔ)，方便用戶查閱。吸附平衡數(shù)據(jù)自動(dòng)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中提取出來并儲(chǔ)存在單獨(dú)的數(shù)據(jù)格式中。

4、GDU氣體/蒸汽氣路和壓力控制系統(tǒng)

一套完整的全自動(dòng)RuboSORP吸附儀需要選擇合適的磁懸浮天平和氣路系統(tǒng)，氣路系統(tǒng)配有至少兩只高精度壓力傳感器，精度為全量程的0.1%。氣路系統(tǒng)配有真空泵，壓力0.005mbar，泵速大于2.5立米/h。氣路系統(tǒng)帶有空氣加熱的保溫設(shè)計(jì)，與測量氣體接觸的閥門,壓力溫度傳感器和管路系統(tǒng)都加熱保溫至25-80℃。

三、應(yīng)用案例

RuboSORP系列吸附儀可以完成各種類型氣體和蒸汽的的吸附等溫線，吸附等壓線測定，得到吸附動(dòng)力學(xué)曲線，或者完成多組分競爭吸附?？梢允褂盟谐Ｒ姷钠渌?，包括并不限于氫氣、氮?dú)狻⒓淄?、一氧化碳、二氧化碳、氧氣；以及氯氣、硫化氫、二氧化硫等腐蝕性氣體；也可以配合可視測量池或者單獨(dú)的可視觀察站來研究材料對(duì)超臨界二氧化碳的吸收或者體積變化。