一种低氘水检测装置及检测方法与流程

本发明涉及低氘水制备技术领域，具体为一种低氘水检测装置及检测方法。

背景技术

轻水也称低氘水，在其生产的过程中，为检测工艺稳定性和保证最终产品的质量，需要不断测量轻水中氘的含量，目前，水中氘含量的方法大多有质谱法、原子吸收光谱法和核磁共振法，如质谱法对复杂的有机化合物分析就无能为力了，而且在进行有机物定量分析时要经过一系列分离纯化操作，十分的麻烦，由于这些方法的仪器大多价格昂贵，设备维护繁琐，并且测量周期长，不适合生产过程中的多次测量。

技术实现要素：

本发明设计为了克服上述缺陷，提供了一种低氘水检测装置及检测方法。

本发明一种低氘水检测装置及检测方法，为解决的上述问题所采取的技术方案在于，包括一种低氘水检测方法，其特征在于，

步骤1、测量气溶胶和虚浮物的基本离散特形的参数：

步骤2、利用激光散射法，测量水中含有的透明的超分子颗粒；

步骤3、测量水中超分子的特征尺寸与ph值，温度和氘气含量的对应关系。

所述步骤1中测量气溶物和虚浮物具体的参数计算的方法是：

步骤a、用朗伯比尔定律计算颗粒浓度(单位体积内的颗粒数量)n：

上列公式中，i0-辐射光光强度，i-透射光光强度，d²-颗粒平均直径的平方；

步骤b、测量单位体积内颗粒的面积：

步骤c、测量单位体积内颗粒的体积数量：

步骤d、计算出颗粒比表面积(单位重量的面积)：

这里的ρ表示的为颗粒材料的比重，毫克/立方毫米。

进一步地，所述激光小角度散射仪壳体和设备处理装置，所述激光小角度散射仪壳体为长方形壳体，激光小角度散射仪的内部设置有设备处理装置，所述设备处理装置包括激光器、透镜、比色皿、显示屏和摄像头，激光器发射出的激光束射向透镜，透镜的右侧布置有比色皿，比色皿内部为方形空腔，激光器发出的激光光束穿过比色皿照射到显示屏上，所述透镜的上方安装有摄像头，摄像头的监控的区域照射在显示屏上。

进一步地，所述激光小角度散射仪壳体包括上壳板、下壳板、第一支撑板、第二支撑板、第一堵板和第二堵板，所述上壳板为梯形安装板，下壳板为方形安装板，上壳板布置在下壳板的上方，上壳板和下壳板之间是由第一支撑板和第二支撑板支撑，第一堵板和第二堵板分别安装在激光小角度散射仪壳体的左右两侧端部位置，下壳板左侧端部位置安装有激光器，激光器的右侧布置有透镜，透镜的右侧固定安装有比色皿，上壳板的左侧内壁吊装有摄像头。

进一步地，所述第一堵板的左侧加工有电源插口，电源插口的右侧加工有rs232接口，rs232接口加工有usb接口，第二堵板的内壁上安装有显示显示屏。

进一步地，所述比色皿内注入有试验样品。

本发明的有益效果为：设备结构简单、操作方便、设备价格低，在氘含量测量时，得到其小角度散射图，从图上得出其特征散射参数，再与事先建立的大量已知氘含量的样本库进行比对，找到匹配样本，从而间接得到氘的含量，参考样本是通过重水滴定低浓度轻水得到的，该设备软件使用了人工智能，可对大量样本进行分析，通过使用操作计算机，可一键测得氘含量，同时也不单单可以进行单次的测量，也可以不间断的进行多次测量，大大增加了工作的质量。

附图说明

图1为本发明的工作原理图；

图2为本发明的壳体结构示意图；

图3为本发明的上壳板示意图；

图4为本发明的下壳板示意图。

图中：1-激光小角度散射仪壳体，2-设备处理装置，3-激光器，4-透镜，5-比色皿，6-显示屏，7-摄像头，8-上壳板，9-下壳板，10-第一支撑板，11-第二支撑板，12-第一堵板，13-第二堵板，14-电源插口，15-rs232接口，16-usb接口。

具体实施方式

具体实施方式一、以下将结合附图1-4，对本发明进行详细说明：

本发明的一种低氘水检测装置及检测方法，包括

步骤1、测量气溶胶和虚浮物的基本离散特形的参数；

步骤2、利用激光散射法，测量水中含有的透明的超分子颗粒，为了测量实验对象的离散特性的参数，采用激光散射法，随后用计算机处理，这种方法中使用光源为小发散角度的激光光束，光束通过被测对象并会被散射一定角度，该角度与光路上散射中心的直径成反比，镜头收集屏幕上通过的辐射光，屏幕上的图像被摄像机扫描，扫描信号输入到计算机中，在计算机上对图像进行处理并考虑到透射光的衰减，从图像中可以获得角度散射特征的曲线，在计算实验对象离散特形时考虑到透射的衰减值，同时也为了排除设备本身的误差，采用了两步法的测量方法；

步骤3、测量水中超分子的特征尺寸与ph值，温度和氘气含量的对应关系，在纯净的水中存在着超分子水络合物-胶体水团，它们与以前发现的水簇(水分子团)存在着巨大差异，最大的水簇由280个水分子构成，它们的大小在纳米范围，弛豫时间小于1纳秒；而胶体水团存在着5种特征尺寸：1-3微米、10-12微米、30-35微米、70微米和100-120微米，它们分别属于不同的特征温度，最大的超分子可由10¹²的水分子组成，其弛豫时间超过了1秒，同时，水中超分子的特征尺寸与ph值、温度和氘含量有对应关系，当温度和ph值不变时，水中超分子的特征尺寸和浓度等离散指标只与氘浓度相关，因为氘与氢相比，其化学活性更低，形成的超分子尺寸更大，并且不易被破坏，为了实现快速检测，首先对已知氘浓度参考样本进行数据采集，并形成其超分子尺寸和各种特征浓度的分布，在测量大量样本后中，只需与参考样本特征曲线进行比对，即可快速判断出被测量溶液中氘的含量。

具体实施方式二、以下将结合附图1-4，对本发明进行详细说明：

步骤1中测量气溶物和虚浮物具体的参数计算的方法是：

步骤a、用朗伯比尔定律计算颗粒浓度(单位体积内的颗粒数量)n：

上列公式中，i0-辐射光光强度，i-透射光光强度，d²-颗粒平均直径的平方；

步骤b、测量单位体积内颗粒的面积：

步骤c、测量单位体积内颗粒的体积数量：

步骤d、计算出颗粒比表面积(单位重量的面积)：

这里的ρ表示的为颗粒材料的比重，毫克/立方毫米。

具体实施方式三、以下将结合附图1-4，对本发明进行详细说明：

本发明的一种低氘水检测装置，包括激光小角度散射仪壳体1和设备处理装置2，激光小角度散射仪壳体1为长方形壳体，激光小角度散射仪的内部设置有设备处理装置2，所述设备处理装置2包括激光器3、透镜4、比色皿5、显示屏6和摄像头7，激光器3发射出的激光束射向透镜4，透镜4的右侧布置有比色皿5，比色皿5内部为方形空腔，激光器3发出的激光光束穿过比色皿5照射到显示屏6上，透镜4的上方安装有摄像头7，摄像头7的监控的区域照射在显示屏6上，比色皿5内注入有试验样品，激光器3的功率为1.9瓦，光束的直径为0.6毫米，激光器3发射出的光束射向光学透镜，在距离透镜4系统镜头的一定距离处放置溶液比色皿5，其中放置的液体的样品为3毫升，散射的光投影到显示屏6上，显示屏6上显示出被测溶液的影像，然后摄像头7对显示屏6上的影像进行采集，通过接口将数据传输给计算机，通过计算机将摄像头7收集到的数据进行分析，单独的画面可以从录像中截取，然后将图片放大处理后得到超分子图像，得到超分子的图像后，将得到的数据与事先设置的大量已知氘气含量的样本库进行对比，找到匹配样本，从而可以得到水中氘气的含量。

具体实施方式四、以下将结合附图1-4，对本发明进行详细说明：

激光小角度散射仪壳体1包括上壳板8、下壳板9、第一支撑板10、第二支撑板11、第一堵板12和第二堵板13，上壳板8为梯形安装板，下壳板9为方形安装板，上壳板8布置在下壳板9的上方，上壳板8和下壳板9之间是由第一支撑板10和第二支撑板11支撑，第一堵板12和第二堵板13分别安装在激光小角度散射仪壳体1的左右两侧端部位置，下壳板9左侧端部位置安装有激光器3，激光器3的右侧布置有透镜4，透镜4的右侧固定安装有比色皿5，上壳板8的左侧内壁吊装有摄像头7，第一堵板12的左侧加工有电源插口14，电源插口14的右侧加工有rs232接口15，rs232接口15加工有usb接口16，第二堵板13的内壁上安装有显示显示屏6，整个激光小角度散射仪壳体是由外部恒温罩构成，保证了内部样品温度的稳定性，壳体上设置的12伏电源接口为整个装置进行供电,设置的rs232接口15和usb接口与专用计算机相连，计算机获得图像经过处理后进行统计分析，并在此基础上建立离散度参数数据库，在对比过程中，当样品的5项参数与数据库中参考样本的离散参数偏差不大于15％时，则被检测水中含氘气浓度与数据库中参考样本的浓度一致。

以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。