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申请/专利权人：华中科技大学

摘要：本发明属于气体控制技术领域，并具体公开了一种用于反应气氛切换的自动控制气路系统及其应用。该自动控制气路系统包括气路连接装置、流量控制装置和自动控制装置，其中：气路连接装置包括预设数量的气路管线和电磁阀，气路管线用于为气体输送提供通道，电磁阀用于控制各个气路管线的开闭，从而实现反应气氛的切换；流量控制装置包括预设数量的质量流量计，分别用于控制各个气路管线中的气体流量，进而控制气体的浓度；自动控制装置用于控制电磁阀的开闭，从而实现反应气氛切换的自动控制。本发明能够对各个气路管线的开闭进行自动控制，阀门开闭的时间精确可调，并且具有可靠性高、操作简单的优势，能够最大程度减少人为因素对实验过程的影响。

主权项：1.一种用于反应气氛切换的自动控制气路系统在科研实验气氛切换中的应用，其特征在于，该自动控制气路系统包括气路连接装置、流量控制装置和自动控制装置，其中：所述气路连接装置包括预设数量的气路管线和电磁阀，所述气路管线用于为气体输送提供通道，所述电磁阀用于控制各个气路管线的开闭，从而实现反应气氛的切换；所述流量控制装置包括预设数量的质量流量计，分别用于控制各个气路管线中的气体流量，进而控制气体浓度；所述自动控制装置用于控制所述电磁阀的开闭，从而实现反应气氛切换的自动控制；其中，所述电磁阀包括第一电磁阀（V1）、第二电磁阀（V2）、第三电磁阀（V3）、第四电磁阀（V4）、第五电磁阀（V5）、第六电磁阀（V6），所述预设数量的质量流量计包括第一质量流量计（M1）、第二质量流量计（M2）、第三质量流量计（M3）、第四质量流量计（M4）和第五质量流量计（M5），所述第一质量流量计（M1）、第二质量流量计（M2）分别通过第一电磁阀（V1）、第二电磁阀（V2）与第一三通阀（H1）相连，所述第一三通阀（H1）通过第三电磁阀（V3）与四通阀（H4）连接；所述第三质量流量计（M3）、第四质量流量计（M4）的一端均与第二三通阀（H2）连接，所述第三质量流量计（M3）的另一端与四通阀（H4）连接，所述第四质量流量计（M4）的另一端依次通过第四电磁阀（V4）、第三三通阀（H3）、第五电磁阀（V5）与四通阀（H4）相连，所述第五质量流量计（M5）通过第六电磁阀（V6）与所述第三三通阀（H3）连接；所述四通阀（H4）还用于与外部合成气装置连接；所述科研实验为氧载体在合成气化学链燃烧中的循环氧化还原反应性能测试，反应气体分别为H2、CO、Ar和O2；该循环氧化还原反应性能测试每个循环内包括吹扫阶段、还原阶段、吹扫阶段和氧化阶段；其中，在吹扫阶段，仅第四电磁阀（V4）和第五电磁阀（V5）为开启状态，其它电磁阀均为关闭状态，Ar通过第二三通阀（H2）分流，然后经过第三质量流量计（M3）和第四质量流量计（M4）在四通阀（H4）处汇合，随后进入反应器系统R并对整个系统进行吹扫；在还原阶段，控制第一电磁阀（V1），第二电磁阀（V2）和第三电磁阀（V3）为开启状态，其它电磁阀为关闭状态，此时经第一质量流量计（M1）的H2和经第二质量流量计（M2）的CO在第一三通阀（H1）处汇合，然后与经第三质量流量计（M3）的Ar在四通阀（H4）处汇合，随后进入反应系统并开始对氧载体进行还原；在随后的吹扫阶段，开启第四电磁阀（V4）和第五电磁阀（V5），同时关闭其它四个电磁阀，纯Ar进入反应系统R并将反应器内残留的H2和CO吹扫干净；在氧化阶段，控制第五电磁阀（V5）和第六电磁阀（V6）为开启状态，其它电磁阀均为关闭状态，此时经第五质量流量计（M5）的O2和经第三质量流量计（M3）的Ar汇合，随后进入反应器对还原态的氧载体进行氧化再生，以完成对载氧体的一次循环氧化还原测试。

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