[发明专利]判断一次升华干燥结束点和二次干燥结束点的方法

权利要求书

1.一种判断一次升华干燥结束点和二次干燥结束点的方法，用露点法来监测冻干过程中水分变化，从而判断一次升华干燥结束点和二次干燥结束点，包括下列步骤：

(1)、露点值维持一个动态平衡后呈斜坡状下降，到一平台期后在很低的数值范围内轻微波动，判断为一次升华干燥结束；

(2)、露点值转化为水蒸汽分压值；

(3)、计算水蒸气在干燥室环境下的质扩散系数；

(4)、确定干燥室的几何参数；

(5)、代入二元混合物单向扩散传质模型计算单位时间的失水量；

(6)、积分求出实时失水量即总失水量；

(7)、对样品的总含水量粗估后用近似值计算残余含水量；

(8)、残余水分含量达到规定范围1％～3％判断为二次干燥结束；

所述计算残余含水量的数学模型为：

当露点值在0℃--200℃水蒸气分压值为

P＝exp(C₈/T_d+C₉+C₁₀T_d+C₁₁T_d²+C₁₂T_d³+C₁₃lnT_d)；①

当露点值-100℃--0℃水蒸气分压值为

P＝exp(C₁/T_d+C₂+C₃T_d+C₄T_d²+C₅T_d³+C₆T_d⁴+C₇lnT_d)；②

D=D0(TT0)1.5P0P;]]>③

单位时间单位面积失水量(kg/s·m²)：

Mw=DPTRwTΔzlnPT-PcPT-Pv;]]>④

单位时间面积为s的失水量(kg/s)：

Mw,s=DPTSRwTΔzlnPT-PcPT-Pv;]]>⑤

t时刻面积为s的失水量：

mw,s=Σ1tMw,s;]]>⑥

残余水分含量：

其中：

C₁～C₁₃：常数

T_d：露点值℃

D：水蒸气在干燥室内的扩散系数(m²/s)

D₀：水蒸气在25℃，环境压力为1.01325×10⁵Pa的质扩散系数；

T₀：常温25℃

P₀：1.01325×10⁵Pa

P_T：干燥室内总压Pa

P_v：干燥室内的水蒸气分压值Pa

P_c：冷阱的水蒸气分压值Pa

T：干燥室的温度℃

R_w：水蒸气的气体常数J/(kg·K)

Δz：水蒸气的扩散距离m。

2.根据权利要求1所述一种判断一次升华干燥结束点和二次干燥结束点的方法的实施装置，其特征在于，包括控制单元、干燥室、中隔阀、冷阱、冷阱测温探头、露点传感器，露点传感器安装在干燥室上部插入干燥室内，露点传感器采集的信号传送到控制单元，冷阱的温度通过冷阱测温探头测量并传递给控制单元，干燥室和冷阱中间有中隔阀可控制开和关，所述的控制单元将数据转换后到上位机输出露点值和环境温度值并保存入数据库作出实时曲线。