一种基于微焦点X射线CT的水合物生长速率及有效体积测量装置及方法

摘要

本发明涉及一种基于微焦点X射线CT的水合物生长速率及有效体积测量装置及方法，属于新能源与新材料领域。本发明由包括微焦点X射线CT扫描系统、温度控制及检测系统、反应物添加系统和反应釜四部分，利用微焦点X射线CT对单个水滴的水合物生成过程进行动态拍摄，能够精确计算水合物的生成速率及有效体积，有助于加深对水合物生成过程的理解，对水合物开采、水合物流动安全及水合物应用技术具有重要指导意义。

主权项

一种基于微焦点X射线CT的水合物生长速率及有效体积测量装置，其特征在于，该水合物生长速率及有效体积测量装置包括微焦点X射线CT扫描系统、温度控制及检测系统、反应物添加系统和反应釜；所述的反应釜通过反应釜底座(24)底部的定位栓(28)固定在CT载物台(11)上，外套筒(19)和内套筒(20)的上下两端均通过小O型圈(22)分别与反应釜底座(24)和上封头(26)密封相连；水滴台(21)位于内套筒(20)内部，固定在反应釜底座(24)上，水滴台(21)下部为空心圆柱状，上部为內凹半球状，内套筒(20)和外套筒(19)均为空心圆柱状；所述的微焦点X射线CT扫描系统由X射线发射源(4)发射X射线穿过反应釜，接收器(5)接收衰减后的X射线；微焦点X射线CT(3)与计算机(2)相连；微焦点X射线CT(3)拍摄所得图像分为水(29)、水合物(30)和水合剂(31)；所述的温度控制及检测系统包括制冷循环水浴(9)和热电偶(12)；制冷循环水浴(9)中的冷却液通过水浴出口(7)，经过第二阀门(10b)与反应釜底座(24)侧面的冷却液入口(27)相连，冷却液通过反应釜上封头(26)的冷却液出口(18)，依次经过第一阀门(10a)和水浴入口(8)回流至制冷循环水浴(9)，冷却液循环管路由橡胶管(6)连接；热电偶(12)一端通过数据采集仪(1)与计算机(2)连接，另一端从上封头(26)插入内套筒(20)；所述的反应物添加系统包括水合剂注入部分和水注入部分；水合剂罐(15)依次通过第六阀门(10f)、第二注射泵(13b)和第三阀门(10c)由反应釜上封头(26)正中心的水合剂入口(17)进入反应釜内套筒(20)；水箱(16)依次通过第五阀门(10e)、第一注射泵(13a)和第四阀门(10d)由反应釜底座(24)侧面的水入口(25)进入反应釜水滴台(21)；水合剂注入部分和水注入部分的注入管路采用不锈钢管路(14)连接。