一种固碳含量测试装置

1.本实用新型涉及固碳测试设备技术领域，特别是涉及一种固碳含量测试装置。


背景技术：

2.随着国家“双碳”战略的发布、实施，建筑行业也被提出了更高的要求。作为建筑行业用量最大的建筑材料——混凝土，其主要材料为胶凝材料水泥，水泥在水化过程中产生的ca(oh)2能够与co2反应生成caco3，故混凝土也被视为一种可开发的固碳材料。
3.混凝土碳化时具体能够吸收多少co2，是其固碳性能的主要参数之一，目前关于混凝土固碳量的测试、表征方法分为宏观和微观两大类：
4.(1)宏观方法：采用人工称重的方法进行测试，混凝土碳化过程中吸收了二氧化碳，故质量增加，通过对吸收二氧化碳前后的试样进行称重获得试样质量的增加量，用增加的质量表征固碳数值。但是本方法忽略了碳化过程中水分的散失，故即使是在密闭环境(空间)内进行测试，也会存在人为误差。
5.(2)微观方法：采用x射线衍射(xrd)或热重测试(tg)等试验测试待测样品中(caco3)的含量，caco3是由ca(oh)2与co2反应生成的，故能够换算出吸收的co2的含量。该方法能够较精确地得到测试结果，但是需要将测试样品进行磨粉、取样，不能够测试出测试样品(碳化试块)整体的固碳值，影响测试结果的准确性；且磨粉、取样过程中易造成人为误差，故测试结果准确性较低。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种固碳含量测试装置，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单，测试准确性高。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
8.本实用新型提供了一种固碳含量测试装置，包括箱体、二氧化碳浓度检测装置、供气装置和气体均匀装置，所述箱体具有腔体，所述二氧化碳浓度检测装置和所述气体均匀装置固定连接于所述箱体内，所述供气装置与所述腔体连通，所述供气装置能够向所述腔体内充入二氧化碳，所述气体均匀装置能够通过带动气流流动加速所述二氧化碳在所述腔体内扩散，所述二氧化碳浓度检测装置用于检测所述腔体内的所述二氧化碳的浓度，所述腔体用于放置样品。
9.本实用新型提供的固碳含量测试装置还包括流量检测装置，所述流量检测装置设置于所述供气装置与所述腔体之间的管路上，所述流量检测装置与所述供气装置和所述腔体均连通，所述流量检测装置能够检测所述供气装置充入所述腔体内的所述二氧化碳的流量。
10.本实用新型提供的固碳含量测试装置还包括显示装置，所述显示装置固定连接于所述箱体的外壁上，所述二氧化碳浓度检测装置与所述显示装置连接，所述显示装置能够显示所述腔体内的所述二氧化碳的浓度值。
11.本实用新型提供的固碳含量测试装置还包括控制装置，所述控制装置与所述供气装置连接，所述控制装置与所述二氧化碳浓度检测装置连接，所述二氧化碳浓度检测装置能够将所述腔体内的所述二氧化碳的浓度信息传输至所述控制装置，所述控制装置能够控制所述供气装置向所述腔体内充入气体或停止充气，且所述控制装置能够记录所述供气装置的供气次数。
12.所述控制装置能够与所述流量检测装置连接，所述流量检测装置能够将所述供气装置充入所述腔体内的所述二氧化碳的流量信息传输至所述控制装置。
13.本实用新型提供的固碳含量测试装置还包括减压装置，所述减压装置设置于所述供气装置和所述流量检测装置之间的管路上，所述减压装置能够调节由所述供气装置进入所述流量检测装置内的所述二氧化碳的气压。
14.本实用新型提供的固碳含量测试装置还包括活动门，所述箱体设有开口，所述活动门设置于所述开口处并与所述箱体转动连接，所述活动门能够打开或封闭所述开口。
15.所述控制装置能够在所述二氧化碳浓度检测装置检测到的所述腔体内的二氧化碳浓度等于临界值时控制所述供气装置向所述腔体内充入二氧化碳，所述控制装置能够在所述所述二氧化碳浓度检测装置检测到的所述腔体内的二氧化碳浓度等于设定值时控制所述供气装置停止向所述腔体内充入二氧化碳，所述设定值大于所述临界值。
16.所述设定值为400ppm～300000ppm，当设定值为400ppm～20000ppm时，所述临界值为100ppm，当设定值大于20000ppm且小于30000ppm时，所述临界值为1000ppm。
17.所述气体均匀装置为风扇，所述供气装置为气瓶，所述流量检测装置为气体流量计，所述减压装置为减压阀。
18.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
19.本实用新型提供的固碳含量测试装置中供气装置能够向腔体内充入二氧化碳，通过二氧化碳浓度检测装置检测的腔体内的二氧化碳的浓度能够获得箱体内二氧化碳的减少量，从而进一步地获得样品的固碳含量。本实用新型提供的固碳含量测试装置通过检测样品对二氧化碳的吸收量的方式进行固碳量的测试，不受碳化过程中样品其他成分(水)含量变化的影响，且无需磨粉、取样，测量精度高。同时，气体均匀装置能够使充入腔体内的二氧化碳气体均匀地分布于腔体内，保证样品的每个部位均能较好地对二氧化碳进行吸收，从而进一步地提高了测试的准确性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型提供的固碳含量测试装置的结构示意图；
22.图中：100、固碳含量测试装置；1、箱体；101、腔体；102、开口；2、二氧化碳浓度检测装置；3、供气装置；4、气体均匀装置；5、流量检测装置；6、显示装置；7、控制装置；8、减压装置；9、活动门。
具体实施方式
23.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，所描述的实施例仅仅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做出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。
24.本实用新型的目的是提供一种固碳含量测试装置，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单，测试准确性高。
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
26.如图1所示，本实用新型提供了一种固碳含量测试装置100，包括箱体1、二氧化碳浓度检测装置2、供气装置3和气体均匀装置4，箱体1具有腔体101，二氧化碳浓度检测装置2和气体均匀装置4固定连接于箱体1内，供气装置3与腔体101连通，供气装置3能够向腔体101内充入二氧化碳，气体均匀装置4能够通过带动气流流动加速二氧化碳在腔体101内扩散，二氧化碳浓度检测装置2用于检测腔体101内的二氧化碳的浓度，腔体101用于放置样品。优选的，样品为混凝土试样，体积为60mm
×
60mm
×
60mm；箱体1为亚克力箱体1，体积为500mm
×
400mm
×
350mm；供气装置3与腔体101通过管路连通，且该管路与箱体1之间密封，保证供气装置3内的气体能够进入腔体101，且能够避免腔体101内的气体由管路与箱体1之间的空隙排出。本实用新型提供的固碳含量测试装置100中供气装置3能够向腔体101内充入二氧化碳，通过二氧化碳浓度检测装置2检测的腔体101内的二氧化碳的浓度能够获得箱体1内二氧化碳的减少量，从而进一步地获得样品的固碳含量。本实用新型提供的固碳含量测试装置100通过检测样品对二氧化碳的吸收量的方式进行固碳量的测试，不受碳化过程中样品其他成分(水)含量变化的影响，且无需磨粉、取样，测量精度高。同时，气体均匀装置4能够使充入腔体101内的二氧化碳气体均匀地分布于腔体101内，保证样品的每个部位均能较好地对二氧化碳进行吸收，从而进一步地提高了测试的准确性。
27.本实用新型提供的固碳含量测试装置100还包括控制装置7，控制装置7与供气装置3连接，控制装置7与二氧化碳浓度检测装置2连接，二氧化碳浓度检测装置2能够将腔体101内的二氧化碳的浓度信息传输至控制装置7，控制装置7能够控制供气装置3向腔体101内充入气体或停止充气，且控制装置7能够记录供气装置3的供气次数。由控制装置7控制供气装置3进行自动充气，提高了自动化水平，且相对于人工控制，具有更高的测试精度。
28.作为优选的实施方式，控制装置7能够在二氧化碳浓度检测装置2检测到的腔体101内的二氧化碳浓度等于临界值时控制供气装置3向腔体101内充入二氧化碳，控制装置7能够在二氧化碳浓度检测装置2检测到的腔体101内的二氧化碳浓度等于设定值时控制供气装置3停止向腔体101内充入二氧化碳，设定值大于临界值。
29.对应的，有测试方法1：(1)由供气装置3向腔体101内充入二氧化碳，当二氧化碳浓度检测装置2监测到腔体101内的二氧化碳的浓度值达到设定值时，停止充气；(2)当二氧化碳浓度检测装置2监测到腔体101内的二氧化碳的浓度值降低到临界值时，控制装置7控制供气装置3向腔体101内充入二氧化碳直到腔体101内的二氧化碳的浓度值达到设定值；(3)按照步骤(2)中的充气方式进行循环，直到腔体101内的二氧化碳浓度变化量很小或二氧化碳浓度不再变化，结束试验。控制装置7记录充气次数。二氧化碳浓度的设定值与二氧化碳
浓度的临界值之差、充气次数和腔体101的体积的乘积即为样品的固碳量。需要说明的是，由于样品的体积较小，这里的计算忽略了样品所占的空间，以腔体101的体积代表腔体101内二氧化碳的体积；最后一次充入的二氧化碳后存在还未被样品吸收至二氧化碳浓度降低至临界值的情况，但由于单次充入二氧化碳的量较小，计算时不考虑最后一次充入的二氧化碳的剩余情况，从而简化计算过程且能够保证较高的准确性。优选的，上述步骤(3)还包括记录试验结束时腔体101内的二氧化碳的浓度值，定义为第一浓度值，固碳含量的计算方法为：[二氧化碳浓度的设定值与二氧化碳浓度的临界值之差*(充气次数-1)+二氧化碳浓度的设定值与第一浓度值之差]*(腔体101的体积-单个样品的体积*样品个数)，从而进一步提高测试的准确性。
[0030]
作为优选的实施方式，设定值为400ppm～300000ppm，当设定值为400ppm～20000ppm时，为低浓度环境的测试，临界值为100ppm；当设定值大于20000ppm且小于30000ppm时，为高浓度环境的测试，临界值为1000ppm。临界值的大小能够保证每次充入腔体101内的二氧化碳充分被样品吸收。能够测试出不同环境下样品的固碳含量。
[0031]
本实用新型提供的固碳含量测试装置100还包括流量检测装置5，流量检测装置5设置于供气装置3与腔体101之间的管路上，流量检测装置5与供气装置3和腔体101均连通，流量检测装置5能够检测供气装置3充入腔体101内的二氧化碳的流量。通过流量检测装置5获得的二氧化碳的流量值和二氧化碳的通入时间，能够获得二氧化碳的充入体积，一方面，控制装置7能够以流量检测装置5检测的流量值为依据，更为准确地控制二氧化碳的充入体积，从而更准确地实现在二氧化碳浓度检测装置2检测到的腔体101内的二氧化碳浓度等于设定值时控制供气装置3停止向腔体101内充入二氧化碳。另一方面，通过流量检测装置5获得的二氧化碳的流量值和二氧化碳的通入时间，能够获得每次充入腔体101内的二氧化碳的质量，每次充入腔体101内的二氧化碳的质量与充入次数的乘积可以作为样品吸收的二氧化碳的质量，即可以作为样品的固碳含量。与测试方法1互为补充，有利于提高测试的准确性。
[0032]
作为优选的实施方式，控制装置7能够与流量检测装置5连接，流量检测装置5能够将供气装置3充入腔体101内的二氧化碳的流量信息传输至控制装置7。由控制装置7控制供气装置3的供气时间，提高控制的准确性。
[0033]
本实用新型提供的固碳含量测试装置100还包括减压装置8，减压装置8设置于供气装置3和流量检测装置5之间的管路上，减压装置8能够调节由供气装置3进入流量检测装置5内的二氧化碳的气压。便于流量检测装置5更好地对二氧化碳的流量进行检测，同时，避免由于供气装置3提供的二氧化碳的气压过大、向腔体101内充入的二氧化碳的速度过快，导致腔体101内的二氧化碳分布不均匀，影响二氧化碳浓度检测装置2的准确性。
[0034]
本实用新型提供的固碳含量测试装置100还包括活动门9，箱体1设有开口102，活动门9设置于开口102处并与箱体1转动连接，活动门9能够打开或封闭开口102。活动门9打开时，能够通过开口102取放样品，试验过程中，关闭活动门9。优选的，活动门9与箱体1铰接连接。
[0035]
本实用新型提供的固碳含量测试装置100还包括显示装置6，显示装置6固定连接于箱体1的外壁上，二氧化碳浓度检测装置2与显示装置6连接，显示装置6能够显示腔体101内的二氧化碳的浓度值。优选的，该二氧化碳的浓度值包括腔体101内二氧化碳的实时浓度
值、设定值和临界值。优选的，显示装置6与控制装置7连接。其中，显示装置6可以直接接收二氧化碳浓度检测装置2的浓度值并进行也是，也可以是二氧化碳浓度检测装置2将浓度值输送至控制装置7，控制装置7再将对应的数据输送至显示装置6以进行显示。显示装置6的设置便于对实验过程进行监测，且能够实现人机交互，如可以通过显示装置6手动地调整设定值和临界值的大小，具体的可以根据高浓度环境或低浓度环境的环境条件设置设定值和临界值的大小，显示装置6将设置好的设定值和临界值输送至控制装置7，控制装置7按照设置好的设定值和临界值控制供气装置3进行供气。再如可以通过显示装置6上的开关按键控制试验的开始与结束。
[0036]
优选的，气体均匀装置4为风扇，供气装置3为气瓶，流量检测装置5为气体流量计，减压装置8为减压阀。
[0037]
本实用新型提供的固碳含量测试装置100的测试过程为：
[0038]
(1)在显示装置6上设定箱体1内二氧化碳的浓度设定值大小，当设定值高于20000ppm，需手动切换二氧化碳的浓度检测装置(二氧化碳的浓度检测仪)，选择高浓度测试。
[0039]
(2)在显示装置6上设定箱体1内二氧化碳的浓度临界值大小。当低浓度环境(400ppm-20000ppm)测试时，临界值设置为100ppm；当进行高浓度环境(腔体101内气体中含有1％～30％的二氧化碳时，即设定值大于20000ppm且小于30000ppm)测试时，临界值设置为0.1％，即1000ppm。
[0040]
(3)将样品放入箱体1内，一次试验最多可放置3块样品。
[0041]
(4)用凡士林对活动门9四周进行密封，保证箱体1的密封性。
[0042]
(5)在显示装置6上点击开始试验，试验的过程中箱体1内二氧化碳浓度逐渐降低，降低至临界值时控制装置7控制流量检测装置5向箱体1内补充二氧化碳至设定值，加气过程在1min内完成，并伴随着风扇进行吹风，保证箱内二氧化碳快速分散均匀。循环此过程至达到试验周期。其中，加气过程在1min内完成是根据箱体1的体积进行设计的，该时间可以根据箱体1的体积进行调整，以能够尽量保证充入的二氧化碳能够充分进行扩散且样品在加气过程中所吸收的二氧化碳的量尽量小为标准，以此来提高测试的准确性。
[0043]
(6)数据的采集：在实验开展的过程中，每补充一次二氧化碳气体，控制装置7进行一次记录，最终获得试验过程中总的充气次数。
[0044]
(7)进行固碳含量的计算。
[0045]
本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。