一种测量微球内部气体压强的装置及方法专利检索-玻璃化防辐射专利检索查询-专利查询网

一种测量微球内部气体压强的装置及方法

阅读：760发布：2024-02-21

专利汇可以提供一种测量微球内部气体压强的装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的公开了一种测量微球内部气体压强的装置及方法，该装置和方法是通过在真空壳内采用波纹管式的压碎机构压碎待测微球和标定球，通过压碎前后真空壳的气压变化，标定真空壳的体积并精确测量微球内部气体压强。该装置和方法适用于对微球壳层透明性和成分无要求的、测量大范围直径微球和吸附性气体的微球内部气体压强精密测量装置及方法。，下面是一种测量微球内部气体压强的装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种测量微球内部气体压强的装置，其特征在于，所述的装置包括真空壳(2)、微球压碎机构(1)、标定球压碎机构(13)、真空泵(5)、真空阀(4)、真空计(12)和吸附气体去除装置；所述的真空壳(2)中嵌入吸附气体去除装置，吸附气体去除装置包括加热组件与冷却管路(6)，加热组件加热真空壳(2)，冷却管路(6)冷却真空壳(2)；
所述的微球压碎机构(1)、标定球压碎机构(13)的结构相同并列放置，微球压碎机构(1)伸入到微球压碎腔(3)，标定球压碎机构(13) 伸入到标定球压碎腔(14)，微球压碎腔(3)和标定球压碎腔(14)通过管道连通，管道上连接有真空泵(5)，真空阀(4)控制真空泵(5)抽真空，管道上还连接有真空计(12)测量管道内的真空度；所述的真空壳(2)包裹微球压碎腔(3)、标定球压碎腔(14)和管道，形成密封空间，真空壳(2)上安装有打开微球压碎腔(3)的玻璃窗口Ⅰ(23)和打开标定球压碎腔(14)的玻璃窗口Ⅱ(25)；
所述的微球压碎腔(3)和标定球压碎腔(14)的内部结构相同，微球压碎腔(3)与标定球压碎腔(14)的底部分别内置微球样品台(9)和标定球样品台(18)，微球样品台(9)和标定球样品台(18)上分别放置粘性薄膜Ⅰ(8)和粘性薄膜Ⅱ(17)，待测微球(7)和标定球(16) 分别放置在粘性薄膜Ⅰ(8)和粘性薄膜Ⅱ(17)上。
2.根据权利要求1所述的一种测量微球内部气体压强的装置，其特征在于，所述的微球压碎腔(3)和玻璃窗口Ⅰ(23)通过法兰盘Ⅰ(22)密封连接，标定球压碎腔(14)和玻璃窗口Ⅱ(25) 通过法兰盘Ⅱ(24)密封连接。
3.根据权利要求1所述的一种测量微球内部气体压强的装置，其特征在于，所述的微球压碎机构(1)和标定球压碎机构(13)的结构相同，微球压碎机构(1)包括通过螺纹依次连接的旋钮(33)、套筒Ⅱ (30)和套筒Ⅰ(28)，套筒Ⅰ(28)的中心轴处安装有推进杆(31)，推进杆(31)的一端穿过真空壳(2) 伸入到微球压碎腔(3)，推进杆(31)的另一端伸入到套筒Ⅱ (30)中与旋钮(33)接触，套筒Ⅰ(28)与真空壳(2)的接触端面通过金属密封圈(29)密封连接，套筒Ⅰ(28)与套筒Ⅱ (30)的接触端面安装有与推进杆(31)同轴的金属波纹管(27)，金属波纹管(27)包裹并固定推进杆(31)，推进杆(31)和金属波纹管(27)之间密封连接，套筒Ⅰ(28)和金属波纹管(27)之间密封连接；
所述的旋钮(33)表面带有刻度(34)，套筒Ⅱ (30)与旋钮(33)连接处刻有角度定位标识(32)，用于指示旋钮(33) 旋转的角度，旋转旋钮(33)压紧推进杆(31)的头端，推动推进杆(31)做直线运动，推进杆(31)的尾端压碎待测微球(7)。
4.根据权利要求1所述的一种测量微球内部气体压强的装置，其特征在于，所述的加热组件包括通过电气连接的温度控制器(21)、变压器(19)、可控硅(20)、电阻丝(11)和温度传感器(10)构成温控电路；温度传感器(10)嵌入至真空壳(2)中，反馈真空壳(2)的温度；电阻丝(11)外包裹有绝缘陶瓷并嵌入至真空壳(2)中。
5.根据权利要求1所述的一种测量微球内部气体压强的装置，其特征在于，所述的冷却管路(6)内流动有冷却液(15)。
6.根据权利要求4所述的一种测量微球内部气体压强的装置，其特征在于，所述的温度传感器(10)为接触式温度传感器或光敏类型非接触温度传感器。
7.根据权利要求6所述的一种测量微球内部气体压强的装置，其特征在于，所述的接触式温度传感器包括热电偶或热电阻。
8.一种适用于如权利要求1所述的测量微球内部气体压强的装置的吸附气体去除方法，其特征在于，所述的吸附气体去除方法包括以下步骤：
7a. 打开真空阀(4)，开启真空泵(5)，将微球压碎腔(3)和标定球压碎腔(14)内部气体排出；
7b. 开启加热组件，将温度控制器(21)的控制温度设定为T1，等待温度传感器(10)反馈真空壳(2)的温度T2，待温度稳定后，T2= T1，等待时间为t1分钟；
7c. 停止加热，将温度为室温的冷却液(15)通入冷却管路(6)，等待温度传感器(10)反馈真空壳(2)的温度T2达到室温后，关闭冷却管路(6)进口。
9.一种适用于如权利要求1所述的测量微球内部气体压强的装置的测量微球内部气体压强的方法，其特征在于，所述的测量方法包括以下步骤：
8a. 打开法兰盘Ⅰ(22)，将待测微球(7)置于粘性薄膜Ⅰ(8)上，关闭法兰盘Ⅰ(22)，并密闭；
8b. 打开真空阀(4)，开启真空泵(5)，将微球压碎腔(3)和标定球压碎腔(14)内部气体排出，通过真空计(12)观测气压值，待气压值降至10-3Pa，关闭真空阀(4)和真空泵(5)；
8c. 记录当前真空计(12)的气压读数P1，记录微球压碎机构(1)的旋钮(33)的刻度(34)初始值，旋转旋钮(33)直到微球压碎机构(1)压碎待测微球(7)，记录旋转的圈数及角度，通过玻璃窗口Ⅰ(23)观测并确认待测微球(7)被压碎后，通过记录旋转的圈数及角度，反向旋转旋钮(33)，使旋钮(33)回到初始值，待真空计(12)读数稳定时，记录真空计(12)读数P2；
8d．通过气体状态方程(P2-P1)(V1-V2)=P3V3，计算微球内部气压P3,其中V1是旋钮(33)的刻度(34)处于初始值时的测量微球内部气体压强的装置内的密闭空间的体积， V2是待测微球(7)球壳材料的体积，V3是待测微球(7)的内部体积。
10.根据权利要求9所述的一种测量微球内部气体压强的方法，其特征在于，所述的V1的体积标定步骤如下：
9a. 将球形薄壁玻璃泡作为标定球(16)，测量标定球(16)的外直径d1和球壳厚度h1，计算出标定球(16)壳层的体积和内部的体积V5；
9b. 在标定球(16)球壳的一点开孔，使标定球(16)的内部与大气连通，则标定球(16)内部气压P6等于大气环境气压P0，采用气压计测量大气环境气压P0；
9c. 采用密封胶和封堵材料封堵标定球(16)的开孔，待密封胶固化后，打开法兰盘Ⅱ(24)，将标定球置于粘性薄膜Ⅱ(17)上，关闭法兰盘Ⅱ(24)并密封；
9d. 打开真空阀(4)，开启真空泵(5)，将真空壳(2)内部气体排出，通过真空计(12)观测气压值，待气压值降至10-3Pa，关闭真空阀(4)和真空泵(5)；
9e. 记录当前真空计(12)的气压读数P4，记录标定球压碎机构(13)的旋钮(33)刻度(34)的初始值，旋转旋钮(33)，使标定球压碎机构(13)压碎标定球(16)，记录旋转的圈数及角度，通过玻璃窗口Ⅱ(25)观测并确认标定球(16)被压碎后，通过记录旋转的圈数及角度，反向旋转旋钮(33)，使旋钮(33)回到初始值，待真空计(12)读数稳定时，记录真空计(12)读数P5；
9f. 通过气体状态方程 (P5-P4)(V1-V4)=P6V5，计算得到V1。
11.根据权利要求9所述的一种测量微球内部气体压强的方法，其特征在于，所述的待测微球(7)的球壳材料的体积V2是使用待测微球(7)的内直径d和球壳厚度h通过公式计算得到的，待测微球(7)的内直径d和球壳厚度h是通过
包括X射线定量成像测量方法测量得到的；所述的待测微球(7)的内部体积V3是使用待测微球(7)的内直径d通过公式计算得到的。

说明书全文

一种测量微球内部气体压强的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于气体物性测量技术领域，具体涉及一种测量微球内部气体压强的装置及方法。

背景技术

[0002] 在高能量密度物理、聚变能源利用等科学研究及国防军事应用领域中，微球作为一种燃料容器有着广泛的应用，微球内的燃料气体的压强关系到反应效率、聚变过程压缩的对称性等重要物理过程，是非常重要的物理参数。微球壳层材料因适用于各种应用需求，壳层材料具有多样性的特点，如玻璃、高分子聚合物、金属铍及高密度碳等微球。目前的光学测量方法可测量玻璃、高分子聚合物等透明壳层材料微球内部气体的压强，但对于透明度差、甚至不透明壳层材料的微球内部气体压力的高精度测量问题则存在测量吸附性气体的适用性、标定不够精确和微球尺寸适用性的问题。

[0003] 美国国家标准局的Michael. C. Drake等人于1992年在《J. Appl. Phys.》期刊中发表了题为《Nondestructive analysis of laser fusion microsphere target using rotational Raman spectroscopy》的文章，公开了一种基于拉曼散射光谱分析的微球内氘气的测量方法，该方法基于拉曼活性气体的散射特性测量气体的压强。该方法的不足之处是：只能测量透明微球及拉曼活性气体的压强。美国通用原子能机构的Steinman等人于2007年在《Fusion science and technology》期刊中发表了题为《Developments in capsule gas fill half-life determination》的文章，公开了一种在微球充气前后，通过测量微球内部气体光程变化的气压测量方法。该方法的不足之处是：只能测量透明微球、且单一组分的气体。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的Salazar等人于2000年在《Fusion Technology》期刊中发表了《Pressure testing of micro balloons by bursting》，公开了一种破坏性的微球内气体压强测量方法及装置。其方法是将微球置于凹槽内，在真空状态下压碎微球，微球内的气体充满密闭容器，采用气压计测量此时气压，通过已知的密闭容器的体积和微球的体积，计算出微球内气体压强。该方法的不足之处是：对于吸附性较强的气体（如氚气），气体易吸附在密闭容器中，会对气体压强测量结果产生较大影响，所以不适合测量吸附性较强的气体；微球压碎机构通过压紧密封圈旋进并压碎微球，旋进量在密封圈的弹性位移范围内，只能测量尺寸相对较小的微球。通过压碎机构旋进量和气压计标定密闭空间体积，由于压碎机构旋进量较小，导致标定的密闭空间体积误差较大；

[0004] 可见，现有方法的共性问题在于缺少一种适用于对微球壳层透明性和成分无要求的、测量大范围直径微球的、测量吸附性气体的、能够精确标定的微球内部气体压强测量装置及方法。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的一个技术问题是提供了一种测量微球内部气体压强的装置，本发明要解决的另一个技术问题是提供了一种测量微球内部气体压强的方法，本发明要解决的再一个技术问题是提供了一种适用于测量微球内部气体压强的装置的吸附气体去除方法。

[0006] 本发明的一种测量微球内部气体压强的装置，其特点是，真空壳、微球压碎机构、标定球压碎机构、真空泵、真空阀、真空计和吸附气体去除装置；所述的真空壳中嵌入吸附气体去除装置，吸附气体去除装置包括加热组件与冷却管路，加热组件加热真空壳，冷却管路冷却真空壳；

[0007] 所述微球压碎机构、标定球压碎机构的结构相同并列放置，微球压碎机构伸入到微球压碎腔，标定球压碎机构伸入到标定球压碎腔，微球压碎腔和标定球压碎腔通过管道连通，管道上连接有真空泵，真空阀控制真空泵抽真空，管道上还连接有真空计测量管道内的真空度；所述的真空壳包裹微球压碎腔、标定球压碎腔和管道，形成密封空间，真空壳上安装有打开微球压碎腔的玻璃窗口Ⅰ和打开标定球压碎腔的玻璃窗口Ⅱ；

[0008] 所述微球压碎腔和标定球压碎腔的内部结构相同，微球压碎腔与标定球压碎腔的底部分别内置微球样品台和标定球样品台，微球样品台和标定球样品台上分别放置粘性薄膜Ⅰ和粘性薄膜Ⅱ，待测微球和标定球分别放置在粘性薄膜Ⅰ和粘性薄膜Ⅱ上。

[0009] 所述微球压碎腔和玻璃窗口Ⅰ通过法兰盘Ⅰ密封连接，标定球压碎腔和玻璃窗口Ⅱ通过法兰盘Ⅱ密封连接；玻璃窗口Ⅰ和玻璃窗口Ⅱ分别用于观测待测微球和标定球的压碎过程。

[0010] 所述微球压碎机构和标定球压碎机构的结构相同，微球压碎机构包括通过螺纹依次连接的旋钮、套筒Ⅱ和套筒Ⅰ，套筒Ⅰ的中心轴处安装有推进杆，推进杆的一端穿过真空壳伸入到微球压碎腔，推进杆的另一端伸入到套筒Ⅱ中与旋钮接触，套筒Ⅰ与真空壳的接触端面通过金属密封圈密封连接，套筒Ⅰ与套筒Ⅱ的接触端面安装有与推进杆同轴的金属波纹管，金属波纹管包裹并固定推进杆，推进杆和金属波纹管之间密封连接，套筒Ⅰ和金属波纹管之间密封连接。

[0011] 所述旋钮表面带有刻度，套筒Ⅱ与旋钮连接处刻有角度定位标识，用于指示旋钮旋转的角度，旋转旋钮压紧推进杆的头端，推动推进杆做直线运动，推进杆的尾端压碎待测微球。

[0012] 所述加热组件包括通过电气连接的温度控制器、变压器、可控硅、电阻丝和温度传感器构成温控电路；温度传感器嵌入至真空壳中，反馈真空壳的温度；电阻丝外包裹有绝缘陶瓷并嵌入至真空壳中；加热组件用于加热真空壳，使吸附在真空壳材料中的气体挥发。

[0013] 所述冷却管路内流动有冷却液，用于冷却真空壳，排除真空壳材料吸附的气体。

[0014] 所述的温度传感器为接触式温度传感器或光敏类型非接触温度传感器。

[0015] 所述的接触式温度传感器包括热电偶或热电阻。

[0016] 本发明的一种适用于测量微球内部气体压强的装置的吸附气体去除方法，其特点是，包括以下步骤：

[0017] 7a. 打开真空阀，开启真空泵，将微球压碎腔和标定球压碎腔内部气体排出；

[0018] 7b. 开启加热组件，将温度控制器的控制温度设定为T1，等待温度传感器反馈真空壳的温度T2，待温度稳定后，T2= T1，等待时间为t1分钟；

[0019] 7c. 停止加热，将温度为室温的冷却液通入冷却管路，等待温度传感器反馈真空壳的温度T2达到室温后，关闭冷却管路进口。

[0020] 本发明的一种测量微球内部气体压强的方法，其特点是，所述的测量方法包括以下步骤：

[0021] 8a. 打开法兰盘Ⅰ，将待测微球置于粘性薄膜Ⅰ上，关闭法兰盘Ⅰ，并密闭；

[0022] 8b. 打开真空阀，开启真空泵，将微球压碎腔和标定球压碎腔内部气体排出，通过真空计观测气压值，待气压值降至10-3Pa，关闭真空阀和真空泵；

[0023] 8c. 记录当前真空计的气压读数P1，记录微球压碎机构的旋钮的刻度初始值，旋转旋钮直到微球压碎机构压碎待测微球，记录旋转的圈数及角度，通过玻璃窗口Ⅰ观测并确认待测微球被压碎后，通过记录旋转的圈数及角度，反向旋转旋钮，使旋钮回到初始值，待真空计读数稳定时，记录真空计读数P2；

[0024] 8d．通过气体状态方程(P2-P1)(V1-V2)=P3V3，计算微球内部气压P3,其中V1是旋钮的刻度处于初始值时的测量微球内部气体压强的装置内的密闭空间的体积， V2是待测微球球壳材料的体积，V3是待测微球的内部体积。

[0025] 所述的V1的体积标定步骤如下：

[0026] 9a. 将球形薄壁玻璃泡作为标定球，测量标定球的外直径d1和球壳厚度h1，计算出标定球壳层的体积和内部的体积；

[0027] 9b. 在标定球球壳的一点开孔，使标定球的内部与大气连通，则标定球内部气压P6等于大气环境气压P0，采用气压计测量大气环境气压P0；

[0028] 9c. 采用密封胶和封堵材料封堵标定球的开孔，待密封胶固化后，打开法兰盘Ⅱ，将标定球置于粘性薄膜Ⅱ上，关闭法兰盘Ⅱ并密封；

[0029] 9d. 打开真空阀，开启真空泵，将真空壳内部气体排出，通过真空计观测气压值，待气压值降至10-3Pa，关闭真空阀和真空泵；

[0030] 9e. 记录当前真空计的气压读数P4，记录标定球压碎机构的旋钮刻度的初始值，旋转旋钮，使标定球压碎机构压碎标定球，记录旋转的圈数及角度，通过玻璃窗口Ⅱ观测并确认标定球被压碎后，通过记录旋转的圈数及角度，反向旋转旋钮，使旋钮回到初始值，待真空计读数稳定时，记录真空计读数P5；

[0031] 9f. 通过气体状态方程 (P5-P4)(V1-V4)=P6V5，计算得到V1。

[0032] 所述的待测微球球壳材料的体积V2是使用待测微球的内直径d和球壳厚度h通过公式计算得到的，待测微球的内直径d和球壳厚度h是通过包括X射线定量成像测量方法测量得到的；所述的待测微球的内部体积V3是使用待测微球的内直径d通过公式计算得到的。

[0033] 本发明的一种测量微球内部气体压强的装置及方法具有以下优点：

[0034] 1. 对微球壳层材料的透明性无要求。通过真空环境下压碎微球原理，对微球透明性无要求，相比光学测量方法，适用于各种壳层材料的微球内部气压测量，适用范围更广。

[0035] 2. 适用气体范围广。适用于吸附性较强的气体压强测量，通过真空壳的加热与冷却，使吸附在真空壳内吸附的气体挥发及排除，能够有效的去除吸附性气体缓慢挥发对微球内部气体压强测量结果的影响；也适用于混合气体总压强的测量，对气体组分无特殊限定性要求，使用气体范围广。

[0036] 3. 可测微球直径范围大。微球压碎机构通过自身的波纹管与真空壳密封连接，波纹管伸缩范围较大，适用于测量大范围直径微球内部气体压强的测量。

[0037] 4. 气体压强测量精度高。在使用相同精度真空计的情况下，采用所述的标定方法及压碎结构，相比压碎机构的旋进量标定方法，压碎前后气压变化更大，真空壳内部空间体积标定精度更高，则气体压强测量精度更高。

[0038] 本发明的一种测量微球内部气体压强的装置及方法是通过在真空壳内压碎微球，该装置和方法是通过在真空壳内采用波纹管式的压碎机构压碎待测微球和标定球，通过压碎前后真空壳的气压变化，标定真空壳的体积并精确测量微球内部气体压强。通过标定球标定真空壳内部体积的方法、金属波纹管密封式的压碎机构和吸附气体去除装置，实现了真空壳体积精确标定，任意微球壳层材料、微球任意内部气体、大范围直径微球的气体压强的精密测量。附图说明

[0039] 图1为本发明的一种测量微球内部气体压强的装置的总体结构示意图；

[0040] 图2为本发明的一种测量微球内部气体压强的装置的观测窗口示意图；

[0041] 图3为本发明的一种测量微球内部气体压强的装置的微球压碎机构示意图。

[0042] 图中，1. 微球压碎机构 2. 真空壳 3. 微球压碎腔 4. 真空阀 5. 真空泵 6. 冷却管路 7. 待测微球 8. 粘性薄膜Ⅰ 9. 微球样品台 10. 温度传感器 11. 电阻丝 12. 真空计 13. 标定球压碎机构 14. 标定球压碎腔 15. 冷却液 16. 标定球 17. 粘性薄膜Ⅱ 18. 标定球样品台 19. 变压器 20. 可控硅 21. 温度控制器；
22.法兰盘Ⅰ 23.玻璃窗口Ⅰ 24法兰盘Ⅱ 25. 玻璃窗口Ⅱ 26. 螺丝； 27. 金属波纹管 28. 套筒Ⅰ 29. 金属密封圈 30.套筒Ⅱ 31. 推进杆 32. 角度定位标识 33 旋钮 34 刻度。

具体实施方式

[0043] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

[0044] 实施例1：

[0045] 如图1-图3所示，本发明的测量微球内部气体压强的装置，包括真空壳2、微球压碎机构1、标定球压碎机构13、真空泵5、真空阀4、真空计12和吸附气体去除装置；所述的真空壳2中嵌入吸附气体去除装置，吸附气体去除装置包括加热组件与冷却管路6，加热组件加热真空壳2，冷却管路6冷却真空壳2；真空泵5选用分子泵；真空计12选用2个不同量程的薄膜电容规组合而成，量程分别为10-4 Pa 1Pa和1 104Pa；真空壳2的材料是304不锈钢。~ ~

[0046] 微球压碎机构1、标定球压碎机构13的结构相同并列放置，微球压碎机构1伸入到微球压碎腔3，标定球压碎机构13 伸入到标定球压碎腔14，微球压碎腔3和标定球压碎腔14通过管道连通，管道上连接有真空泵5，真空阀4控制真空泵5抽真空，管道上还连接有真空计12测量管道内的真空度；所述的真空壳2包裹微球压碎腔3、标定球压碎腔14和管道，形成密封空间，真空壳2上安装有打开微球压碎腔3的玻璃窗口Ⅰ23和打开标定球压碎腔14的玻璃窗口Ⅱ25。

[0047] 微球压碎腔3和标定球压碎腔14的内部结构相同，微球压碎腔3与标定球压碎腔14的底部分别内置微球样品台9和标定球样品台18，微球样品台9和标定球样品台18上分别放置粘性薄膜Ⅰ8和粘性薄膜Ⅱ17，待测微球7和标定球16 分别放置在粘性薄膜Ⅰ8和粘性薄膜Ⅱ17上。

[0048] 微球压碎腔3和玻璃窗口Ⅰ23通过法兰盘Ⅰ22密封连接，标定球压碎腔14和玻璃窗口Ⅱ25 通过法兰盘Ⅱ24密封连接。

[0049] 微球压碎机构1和标定球压碎机构13的结构相同，微球压碎机构1包括通过螺纹依次连接的旋钮33、套筒Ⅱ 30和套筒Ⅰ28，套筒Ⅰ28的中心轴处安装有推进杆31，推进杆31的一端穿过真空壳2 伸入到微球压碎腔3，推进杆31的另一端伸入到套筒Ⅱ 30中与旋钮33接触，套筒Ⅰ28与真空壳2的接触端面通过金属密封圈29密封连接，套筒Ⅰ28与套筒Ⅱ 30的接触端面安装有与推进杆31同轴的金属波纹管27，金属波纹管27包裹并固定推进杆31，推进杆31和金属波纹管27之间密封连接，套筒Ⅰ28和金属波纹管27之间密封连接。

[0050] 旋钮33表面带有刻度34，套筒Ⅱ 30与旋钮33连接处刻有角度定位标识32，用于指示旋钮33 旋转的角度，旋转旋钮33压紧推进杆31的头端，推动推进杆31做直线运动，推进杆31的尾端压碎待测微球7。

[0051] 加热组件包括通过电气连接的温度控制器21、变压器19、可控硅20、电阻丝11和温度传感器10构成温控电路；温度传感器10为热电偶，嵌入至真空壳2中，反馈真空壳2的温度；电阻丝11外包裹有绝缘陶瓷并嵌入至真空壳2中。冷却管路6内流动有冷却液15，冷却液15是水。

[0052] 适用于测量微球内部气体压强的装置的吸附气体去除方法是通过以下步骤实施的：

[0053] 7a. 打开真空阀4，开启真空泵5，将微球压碎腔3和标定球压碎腔14内部气体排出；

[0054] 7b. 开启加热组件，将温度控制器21的控制温度设定为T1= 300℃，等待温度传感器10反馈真空壳的温度T2，待温度稳定后，T2= T1，等待时间为t1=30 min；

[0055] 7c. 停止加热，将温度为室温的冷却液15通入冷却管路6，等待温度传感器10反馈真空壳2的温度T2达到室温后，关闭冷却管路6进口。

[0056] 测量微球内部气体压强的方法是通过以下步骤实施的：

[0057] 8a. 打开法兰盘Ⅰ22，将待测微球7置于粘性薄膜Ⅰ8上，关闭法兰盘Ⅰ22，并密闭；

[0058] 8b. 打开真空阀4，开启真空泵5，将微球压碎腔3和标定球压碎腔14内部气体排出，通过真空计12观测气压值，待气压值降至10-3Pa，关闭真空阀4和真空泵5；

[0059] 8c. 记录当前真空计12的气压读数P1=0.9×10-3Pa，记录微球压碎机构1的旋钮33的刻度34初始值，旋转旋钮33直到微球压碎机构1压碎待测微球7，记录旋转的圈数及角度，通过玻璃窗口Ⅰ23观测并确认待测微球7被压碎后，通过记录旋转的圈数及角度，反向旋转旋钮33，使旋钮33回到初始值，待真空计12读数稳定时，记录真空计12读数P2= 59 Pa；

[0060] 8d．通过气体状态方程(P2-P1)(V1-V2)=P3V3，计算微球内部气压P3=5.35 MPa,其中V1是旋钮33的刻度34处于初始值时的测量微球内部气体压强的装置内的密闭空间的体积， V2是待测微球7球壳材料的体积，V3是待测微球7的内部体积。

[0061] V1的体积标定步骤如下：

[0062] 9a. 将球形薄壁玻璃泡作为标定球16，采用游标卡尺测量标定球16的外直径d1=17.12 mm，采用测量显微镜测量球壳厚度h1= 63 μm ，计算出标定球16壳层的体积和内部的体积；

[0063] 9b. 在标定球16球壳的一点开孔，使标定球16的内部与大气连通，则标定球16内部气压P6等于大气环境气压P0，采用气压计测量大气环境气压P0=0.98×105Pa；

[0064] 9c. 采用密封胶和封堵材料封堵标定球16的开孔，待密封胶固化后，打开法兰盘Ⅱ24，将标定球置于粘性薄膜Ⅱ17上，关闭法兰盘Ⅱ24并密封；

[0065] 9d. 打开真空阀4，开启真空泵5，将真空壳2内部气体排出，通过真空计12观测气压值，待气压值降至10-3Pa，关闭真空阀4和真空泵5；

[0066] 9e. 记录当前真空计12的气压读数P4=0.9×10-3Pa，记录标定球压碎机构13的旋钮33刻度34的初始值，旋转旋钮33，使标定球压碎机构13压碎标定球16，记录旋转的圈数及角度，通过玻璃窗口Ⅱ25观测并确认标定球16被压碎后，通过记录旋转的圈数及角度，反向旋转旋钮33，使旋钮33回到初始值，待真空计12读数稳定时，记录真空计12读数P5=5.63×3
10Pa；

[0067] 9f. 通过气体状态方程 (P5-P4)(V1-V4)=P6V5，计算得到V1=45.3 cm3。

[0068] 待测微球7的球壳材料的体积V2是使用待测微球7的内直径d和球壳厚度h通过公式 = 0.09×10-4 cm3计算得到的，待测微球7的内直径d= 984.6 μm和球壳厚度h=2.8 μm是通过包括X射线定量成像测量方法测量得到的；所述的待测微球7的内部体积V3是使用待测微球7的内直径d通过公式 = 4.99×10-4 cm3计算得到的。

[0069] 实施例1中的真空壳2材料还可以是铜或硬铝合金。

[0070] 实施例1中的温度传感器10还可以是热电阻或光敏温度传感器。

[0071] 实施例1中的待测气体还可以是氢气、氩气、氘氚混合气体或其他组分的气体或混合气体。

[0072] 该实施例通过一系列的措施实现了一种测量微球内部气体压强的装置及方法，与其他装置和方法相比，具有适用于任意壳层材料、任意内部气体、大范围直径微球的气体压强测量的优点。

[0073] 以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求书上的改动都是本发明的保护范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种适用于镜阵光伏的双面双玻璃太阳能光伏组件及其应用	2020-05-08	731
一种串联景观护栏灯及基于结构的组装方法	2020-05-08	602
一种高铝耐火砖及其制备方法	2020-05-11	366
光学物品以及包括该光学物品的光学滤波器	2020-05-08	714
一种环氧树脂组合物	2020-05-11	681
一种高色域CSP LED及其制作工艺	2020-05-08	996
一种烹饪器具的线圈盘	2020-05-08	498
太阳能电池模块	2020-05-08	85
颗粒混合物	2020-05-08	784
一种防手指擦花的PCB板加工方法	2020-05-08	352

一种测量微球内部气体压强的装置及方法

一种测量微球内部气体压强的装置及方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：