酸純化器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體地涉及酸液純化，具體地涉及酸純化設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]實驗室的痕量、超痕量分析經(jīng)常要用到超純酸，因此需要將普通純度的酸在亞沸狀態(tài)下緩慢蒸發(fā)出來，并冷凝、收集成為純度更高的酸。
[0003]酸純化器一般具有加熱功能、溫度控制功能、液位監(jiān)控功能和冷凝功能，以便對酸液進行加熱、溫度控制、液位監(jiān)控和進行冷凝以及收集。
[0004]目前市面上可獲得的酸純化器設(shè)計中，通常存在以下幾方面的缺點；
[0005]1、溫度控制:
[0006](1)傳統(tǒng)的解決方案為避免溫度傳感器被高溫強酸輕易地腐蝕，其溫度傳感器安裝在容器外面，避免與強酸接觸，但是這樣的安裝方式測量的是容器外壁的溫度，無法反映酸液的真實溫度，通常溶液溫度與容器外壁的溫度要相差5-20°C，溫度的測量誤差很大。
[0007](2)傳統(tǒng)的解決方案的溫度控制器是多檔位型的，而不是連續(xù)可調(diào)型，只能大概設(shè)定一個溫度值，無法準確設(shè)定。
[0008]2、液位控制:
[0009](1)對于原始酸液的液位，傳統(tǒng)的解決方案采用的是目測液位管的方式來判斷液位。一旦人員忘記及時目測，將會有干燒甚至起火的巨大風(fēng)險。
[0010](2)對于高純酸液的液位，現(xiàn)有的解決方案沒有任何自動檢測和控制措施。一旦液位過滿，酸液將會溢出瓶子，腐蝕周邊物體。
[0011]3、冷凝控制和加熱控制:
[0012](1)現(xiàn)有的解決方案采用空氣冷卻或者自來水冷卻方式。這兩種方式均沒有溫度指示冷卻效果。
[0013](2)這兩種方式容易受空氣溫度和自來水溫度條件影響，一旦氣溫或水溫上升，冷卻效果將受影響。
[0014](3)自來水冷卻的方式，還有因停水而造成無法冷卻的風(fēng)險。
[0015](4)現(xiàn)有的解決方案采用紅外燈或電阻絲來作為熱源，是明火，易引燃周圍的易燃氣體；
[0016](5) 一旦溫度控制器失效，紅外燈或電阻絲將繼續(xù)加熱，造成儀器燒毀甚至實驗室火災(zāi)的巨大風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，做出了本發(fā)明。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種酸純化器，包括:待純化酸容器，用于容納待純化酸；加熱器，用于加熱待純化酸容器，以得到熱酸蒸汽；冷凝器，配置為對于熱酸蒸汽進行冷凝；與冷凝器連接的純化酸液收集瓶，用于收集冷凝后的純化酸；控制器，用于控制各個部件運行以進行酸純化工藝；酸液溫度傳感器，用于測量待純化酸液體的溫度；其中控制器設(shè)置溫度閾值，接收酸液溫度傳感器測量的溫度，將該溫度與溫度閾值相比較，并相應(yīng)地控制加熱器，其中所述冷凝器包括Peltier半導(dǎo)體冷卻器、冷凝器主體和制冷劑溫度傳感器，Peltier半導(dǎo)體冷卻器中冷卻過的“冷水”，通過水栗的壓力進入冷凝器主體對與冷凝器主體外殼接觸的酸蒸汽進行冷卻，“熱水”再通過水栗進入Peltier半導(dǎo)體冷卻器中冷卻，周而復(fù)始，循環(huán)工作，制冷劑溫度傳感器測量Peltier半導(dǎo)體冷卻器中制冷劑的溫度。
[0019]在一個示例中，加熱器為PTC加熱器。
[0020]在一個示例中，酸純化器還可以包括:布置于PTC加熱器上表面上的導(dǎo)熱盤。
[0021 ] 在一個示例中，導(dǎo)熱盤為純鋁材質(zhì)，面積大于PTC加熱器加熱面，且與待純化酸容器的底部緊密結(jié)合，以及加熱器和導(dǎo)熱盤經(jīng)過了 PTFE表面噴涂。
[0022]在一個示例中，所述冷凝器主體底部為厚度小于預(yù)定閾值的隔膜，隔膜與熱酸蒸汽接觸，對熱酸蒸汽進行冷卻，冷凝后的純化酸通過引流管進入純化酸液收集瓶。
[0023]在一個示例中，冷凝器主體的中部被一個擋板分為兩部分，以引導(dǎo)水流方向，使內(nèi)部溫度更均勻。
[0024]在一個示例中，制冷劑溫度傳感器采用毛細管式熱電偶；在半導(dǎo)體冷卻器和冷凝器主體之間的管路上，毛細管式熱電偶插進管路，并且插入口被進行了密封處理。
[0025]在一個示例中，冷凝器主體頂部被PVDF材質(zhì)蓋子密封，中間夾有硅膠密封圈，
[0026]在一個示例中，酸純化器放置在通風(fēng)櫥內(nèi)，但將所述半導(dǎo)體冷卻器和控制器放置在通風(fēng)櫥外。
[0027]在一個示例中，冷凝器主體的材質(zhì)為PTFE材質(zhì)。
[0028]在一個示例中，酸純化器還包括底座，待純化酸容器和底座采用嵌套式連接設(shè)計，在兩者之間形成一個封閉的空間，整個PTC加熱器安裝在這個封閉的空間內(nèi)。
[0029]在一個示例中，酸純化器還可以包括:非接觸式超聲波液位傳感器，安裝在容器的外表面，且不與容器表面接觸，用于自動測量待純化酸容器內(nèi)的待純化酸的液面，并且將測量的指示液面水平的信號傳送到控制器，控制器接收該指示液位的信號，當該指示液位的信號低于預(yù)定閾值時，發(fā)送控制信號，以控制停止酸純化工藝。
[0030]在一個示例中，酸純化器還可以包括:壓力傳感器，用于自動感應(yīng)純化酸液收集瓶的重量，并將指示重量的信號傳送給控制器；控制器接收該指示重量的信號，當該指示重量的信號超過預(yù)定閾值時，發(fā)送控制信號，以控制停止酸純化工藝。
[0031 ] 在一個示例中，純化酸液收集瓶放置于托盤上，托盤采用翻邊設(shè)計，防止酸液滴到壓力傳感器內(nèi)部；以及所述壓力傳感器設(shè)計有漏液排出口，從而在傳感器內(nèi)部有酸液進入的情況下，能夠排出該漏液。
[0032]在一個示例中，壓力傳感器進行了 PTFE表面噴涂。
[0033]在一個示例中，控制器包括電腦和單片機，所有傳感器與電腦之間的數(shù)據(jù)傳輸通過無線通信方式進行。
[0034]根據(jù)本發(fā)明實施例的酸純化器，其冷凝器配備有Peltier半導(dǎo)體冷卻器和制冷劑溫度傳感器，冷卻效果穩(wěn)定，不受空氣和自來水溫度影響，能夠準確指示冷卻效果，提供了一種安全、穩(wěn)定、準確的冷卻方式。
【附圖說明】
[0035]從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的詳細描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點將變得更加清楚并更容易理解，其中:
[0036]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的酸純化器的立體示意圖。
[0037]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的酸純化器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖3(a)和(b)分別示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的集成式待純化酸液位控制部件300的立體視圖和剖面圖。
[0039]圖4(a)和(b)分別示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的熱電偶型溫度傳感器裝置400的立體圖和剖面圖。
[0040]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的熱電偶型溫度傳感器500的立體示意圖。
[0041]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的冷凝器主體600的結(jié)構(gòu)示例。
[0042]圖7(a)和(b)示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的純酸臨時收集裝置700的結(jié)構(gòu)示意圖和礎(chǔ)面圖。
[0043]圖8(a)和(b)示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的加熱器800的結(jié)構(gòu)的立體圖和正視圖。
[0044]圖9(a)和(b)示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的配置有超聲波液位傳感器900的酸純化器的立體圖與剖面圖。
[0045]圖10(a)示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的純酸溶液收集瓶4和壓力傳感器及相關(guān)部分1000之間相對位置關(guān)系的立體示意圖，圖10(b)示出了根據(jù)本發(fā)明實施例壓力傳感器及相關(guān)部分1000的剖面圖。
【具體實施方式】<