一种水合物固体原位测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及水合物固体测试技术领域，具体为一种水合物固体原位测试装置。


背景技术：

2.水合物又称水化物，也叫“可燃冰”，是一种在特定区域由水与天然气(主要是甲烷气体)，在低温(小于10度)、高压(大于10兆帕)条件下结合形成的一种外观似冰或致密似雪的白色结晶固体化合物，它是一种天然气与水的非化学计量笼形物；原位测试是指保证被检测物质在原来所处的位置上或基本上在原位状态与相应条件下的测试。水合物固体原位测试装置主要用于模拟“可燃冰”的形成条件，在改变其形成条件的情况下，能够实时监测“可燃冰”的物理状态。
3.现有技术中水合物固体原位测试装置存在的缺陷是：
4.现有的水合物固体原位测试装置通常通过光谱仪监测固体水合物在条件改变下的结构间的变化，无法呈现直观的视觉上可视的变化，另外在固体水合物在测试过程中，转化分解为气体后容易挥发，造成对环境的污染及资源的浪费。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种水合物固体原位测试装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种水合物固体原位测试装置，包括底箱，所述底箱的顶部安装有顶箱，所述顶箱的顶部安装有操作台，所述操作台的斜面侧安装有显示屏，所述顶箱的内腔底壁安装有反应箱，所述反应箱的内腔底壁放置有固体水合物，所述反应箱的内腔侧壁通过螺栓安装有斜支架，所述斜支架的底端安装有摄像头，所述底箱的内腔底壁安装有控制处理器。
7.优选的，所述反应箱的内腔一侧壁贯穿安装有进口管，且进口管贯穿于顶箱的内腔一侧壁，所述顶箱与反应箱的侧壁两侧对称安装有若干组密封圈，且密封圈与进口管的外表面相接，所述进口管的一端安装有第一电磁阀，且第一电磁阀位于反应箱的内腔。
8.优选的，所述反应箱的内腔另一侧壁通过密封圈贯穿安装有出口管，且出口管贯穿于顶箱的内腔另一侧壁，所述出口管的一端安装有第二电磁阀，且第二电磁阀位于反应箱的内腔，所述顶箱的顶部通过固定板贯穿安装有油缸，且油缸的推杆一端贯穿于反应箱的顶部，所述油缸的推杆底端安装有红外光谱仪，且红外光谱仪位于反应箱的内腔。
9.优选的，所述底箱的内腔底壁安装有压缩机，所述底箱的内腔底壁安装有冷凝器，且冷凝器的输入端通过连接管与压缩机的输出端连接，所述冷凝器的背面安装有风扇，所述顶箱的内腔后壁安装有蒸发器，且蒸发器的输入端通过连接管与冷凝器的输出端连接，蒸发器的输出端通过连接管与压缩机的输入端连接。
10.优选的，所述反应箱的底壁内部安装有加热丝，所述反应箱的底壁内部安装有保
温层，且保温层位于加热丝的外侧，所述反应箱的内腔底壁安装有温度传感器，且温度传感器位于固体水合物的一侧，所述顶箱的内腔底壁安装有真空泵，且真空泵位于反应箱的前方。
11.优选的，所述真空泵的输出端连接有抽气管，且抽气管贯穿于反应箱的顶壁，所述顶箱的侧壁贯穿安装有排气管，且排气管位于进口管的前方，且排气管的一端贯穿安装于真空泵的内部，所述反应箱的内腔顶壁安装有负压传感器。
12.优选的，所述操作台的斜面侧安装有压力表，且压力表位于显示屏的斜下方，所述操作台的斜面侧安装有按钮，且按钮位于压力表的一侧，所述底箱的两侧壁对称安装有两组散热板。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.1、本实用新型通过安装有斜支架、摄像头、控制处理器、显示屏，固体水合物在反应箱中受温度、负压等因素影响而性质发生变化时，由摄像头实时传递固体水合物的变化状态，并经由控制处理器控制显示在显示屏上，由于斜支架连接摄像头的一端与反应箱的内腔底壁呈斜对状态，能够确保摄像头准确捕捉到固体水合物的实时变化，方便测试者观察固体水合物在转样时的物理形态的变化。
15.2、本实用新型通过安装有进口管、出口管、密封圈、第一电磁阀、第二电磁阀，进口管与出口管通过密封圈贯穿安装在顶箱与反应箱的两侧壁，在第一电磁阀接通，第二电磁阀闭合时，测试者可将带有水分的甲烷气体通过进口管进入到反应箱的内腔，待气体进入完毕后再将第一电磁阀闭合，确保反应箱内腔的密闭性，当测试者完成水合物的原位转样及测试后，固体水合物最终在反应箱的内腔转化成气体结构，此时第二电磁阀接通，气体可通过出口管排出收集再利用，避免气体随意排放对环境造成污染，同时做到循环利用节约资源。
附图说明
16.图1为本实用新型的整体结构示意图；
17.图2为本实用新型的侧面半剖结构示意图；
18.图3为本实用新型的正剖结构示意图；
19.图4为本实用新型的摄像结构示意图；
20.图5为本实用新型的a处放大示意图。
21.图中：1、底箱；2、顶箱；3、操作台；4、显示屏；5、反应箱；6、固体水合物；7、斜支架；8、摄像头；9、进口管；10、密封圈；11、第一电磁阀；12、出口管；13、第二电磁阀；14、油缸；15、红外光谱仪；16、压缩机；17、冷凝器；18、风扇；19、蒸发器；20、控制处理器；21、加热丝；22、保温层；23、温度传感器；24、真空泵；25、抽气管；26、排气管；27、负压传感器；28、压力表；29、按钮；30、散热板。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施
例，本领域普通技术人员在没有作创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.请参阅图1、图2、图3和图4、图5，本实用新型提供一种实施例：一种水合物固体原位测试装置；
25.包括底箱1，底箱1支撑整体装置并保障其稳定性，底箱1的顶部安装有顶箱2，顶箱2主要用于承载水合物的实验检测装置，顶箱2的顶部安装有操作台3，操作台3的斜面侧安装有显示屏4，顶箱2的内腔底壁安装有反应箱5，反应箱5的内腔底壁放置有固体水合物6，反应箱5的内腔侧壁通过螺栓安装有斜支架7，斜支架7的底端安装有摄像头8，底箱1的内腔底壁安装有控制处理器20；反应箱5主要用于收容固体水合物6及其原位转样的反应过程，固体水合物6在反应箱5中受温度、负压等因素影响而性质发生变化时，由摄像头8实时传递固体水合物6的变化状态，并经由控制处理器20控制显示在显示屏4上，由于斜支架7连接摄像头8的一端与反应箱5的内腔底壁呈斜对状态，能够确保摄像头8准确捕捉到固体水合物6的实时变化，方便实验测试者观察固体水合物6在转样时的物理形态的变化；
26.进一步，反应箱5的内腔一侧壁贯穿安装有进口管9，且进口管9贯穿于顶箱2的内腔一侧壁，顶箱2与反应箱5的侧壁两侧对称安装有若干组密封圈10，且密封圈10与进口管9的外表面相接，进口管9的一端安装有第一电磁阀11，且第一电磁阀11位于反应箱5的内腔，反应箱5的内腔另一侧壁通过密封圈10贯穿安装有出口管12，且出口管12贯穿于顶箱2的内腔另一侧壁，出口管12的一端安装有第二电磁阀13，且第二电磁阀13位于反应箱5的内腔，顶箱2的顶部通过固定板贯穿安装有油缸14，且油缸14的推杆一端贯穿于反应箱5的顶部，油缸14的推杆底端安装有红外光谱仪15，且红外光谱仪15位于反应箱5的内腔；在第一电磁阀11接通，第二电磁阀13闭合时，测试者可将带有水分的甲烷气体通过进口管9进入到反应箱5的内腔，待气体进入完毕后再将第一电磁阀11闭合，确保反应箱5内腔的密闭性，由控制处理器20控制反应装置工作，改变反应箱5内腔的温度及负压条件，以便完成甲烷气体到固体水合物6再到甲烷气体的转化，在固体水合物6的转化过程中，红外光谱仪15利用不同结构分子间的反射率来实时监测固体水合物6的物理状态，油缸14可将液压能转化成机械动能，带动红外光谱仪15上下移动，以便其能够更快速准确地进行分析测算，测试完成后，固体水合物6最终在反应箱5的内腔转化成气体结构，此时第二电磁阀13接通，气体可通过出口管12排出收集再利用，避免气体随意排放对环境造成污染，同时做到循环利用节约资源；
27.进一步，顶箱2的内腔底壁安装有真空泵24，且真空泵24位于反应箱5的前方，真空泵24的输出端连接有抽气管25，且抽气管25贯穿于反应箱5的顶壁，顶箱2的侧壁贯穿安装有排气管26，且排气管26位于进口管9的前方，且排气管26的一端贯穿安装于真空泵24的内部，反应箱5的内腔顶壁安装有负压传感器27，操作台3的斜面侧安装有压力表28，且压力表28位于显示屏4的斜下方，操作台3的斜面侧安装有按钮29，且按钮29位于压力表28的一侧；按钮29用于设置各项工作参数，真空泵24利用其内部电机的高速旋转将反应箱5内腔的空
气通过抽气管25抽出并经由排气管26排出到外部，使得反应箱5内形成适于甲烷气体反应的高压条件，负压传感器27可将反应箱5内的实时压强信号传递给压力表28，由压力表28进行压强大小的显示；
28.进一步，底箱1的内腔底壁安装有压缩机16，底箱1的内腔底壁安装有冷凝器17，且冷凝器17的输入端通过连接管与压缩机16的输出端连接，冷凝器17的背面安装有风扇18，顶箱2的内腔后壁安装有蒸发器19，且蒸发器19的输入端通过连接管与冷凝器17的输出端连接，蒸发器19的输出端通过连接管与压缩机16的输入端连接，底箱1的两侧壁对称安装有两组散热板30；反应箱5的底壁内部安装有加热丝21，反应箱5的底壁内部安装有保温层22，且保温层22位于加热丝21的外侧，反应箱5的内腔底壁安装有温度传感器23，且温度传感器23位于固体水合物6的一侧；压缩机16将压缩后的气态送至冷凝器17进行冷却，冷却后的气液混合体经过蒸发器19吸收空气中的热量而汽化变为气态，最终回到压缩机16的内部继续压缩，循环制冷，确保反应箱5内部的温度在固体水合物6适于反应的较低温度下，风扇18加速空气的流动并给冷凝器17散热，散热板30用来给底箱1内侧的各种工作设备散热，当温度传感器23检测达到低温条件后，由控制处理器20控制制冷设备停止工作，配合负压状态，带有水分的甲烷气体在反应箱5内腔的低温高压条件下，开始反应形成固体水合物6，此时红外光谱仪15开始工作，当甲烷气体完全转化为固体水合物6时，由控制处理器20接受红外光谱仪15监测发出的信号，控制加热丝21发热，温度传感器23实时检测反应箱5内腔的温度，由红外光谱仪15记录固体水合物6的原位转样数据。
29.工作原理：反应箱5主要用于收容固体水合物6及其原位转样的反应过程，摄像头8准确捕捉到固体水合物6的实时变化，进口管9、出口管12、第一电磁阀11与第二电磁阀13配合作用，气体最终可通过出口管12排出收集再利用，避免气体随意排放对环境造成污染；真空泵24使得反应箱5内形成适于甲烷气体反应的高压条件，制冷设备确保反应箱5内形成适于甲烷气体反应的低温条件，带有水分的甲烷气体在低温高压条件下，开始反应形成固体水合物6，此时红外光谱仪15开始工作，当甲烷气体完全转化为固体水合物6时，由控制处理器20接受红外光谱仪15监测发出的信号，控制加热丝21发热，温度传感器23实时检测反应箱5内腔的温度，由红外光谱仪15记录固体水合物6的原位转样数据。
30.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。