[发明专利]一种恒温定量化学反应器

说明书

技术领域

本发明涉及反应器技术领域，尤其涉及一种恒温定量化学反应器。

背景技术

在实验室进行化学实验以及现场制作各种药物时，化学反应是现代科技必不可缺的一种重要手段。在化学合成反应过程中，除了要对化学反应的参与物质进行控制外，还需要对反应时的各种物理参数进行控制。尽管现在有各种仪器仪表来对化学反应进行间接的监控，但是由于反应瓶体积(容积)很小，而多数监控用的仪器仪表物理尺寸较大，给一些小体积(容积)的化学反应的参数检测和控制带来了极大的困难。

现在有一些用于小剂量反应的化学反应器，这些反应器中对温度的控制方法大多采用风浴或油浴，就是将反应器浸入油或热风的环境中，利用可以调节温度的油或热空气来对反应器进行加热，在需要冷却的时候，将反应器从油或热风的环境中抽出，在室温中或用冷空气对其进行冷却降温。而利用这些反应器进行化学反应过程中，对反应液体体积(容积)的控制，大多采用外部定量注入等方式，即将化学反应用到的溶液量好后注入到反应瓶中。

但发明人发现，现有的用于小剂量化学反应的反应器，至少存在下述问题：

现有的化学反应器应用时，采用将反应瓶放入到风浴或油浴环境中加热，需要冷却时再将反应瓶从风浴或油浴环境中抽出放到室温或冷却环境中进行降温，这种方式不但操作繁琐，且无法进行自动的温度控制与调节，拖长了反应时间，也无法实现对化学反应瓶的恒温控制，无法适用于某些对温度变化要求较高的、以及对反应时间要求较短的化学实验；

并且，现有的方法大多是采用定量注入的方式控制反应中的液量，存在不易观察和不易检测到反应器内正在反应的液量变化的问题，特别是在不能直接用肉眼检测的场合，还需要安装摄像机等设备对反应器进行观察，以至于操作繁琐，不利于对正在反应液量准确控制，在一些需要精确定量控制的反应过程中，常常会因为反应器内溶液定量不准确而造成整个化学反应失败，而无法得到正确的反应产物；

且现有的反应器多为分体结构，各种反应器皿、管道、加热、冷却、测量等器材、设备品种繁杂，很难合理地安放、摆布并组合在实验台上，给多步骤化学反应的操作者带来不方便，及易造成事故的因素和问题。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明实施例提供一种恒温定量化学反应器，其结构紧凑、使用方便，可对反应过程进行恒温控制，且反应液量测量准确。

本发明实施例是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种恒温定量化学反应器，包括：

金属外壳、反应瓶、加热组件、温度探测组件、液量探测组件和测量控制电路；

金属外壳内设有恒温腔体，反应瓶设置在恒温腔体内，反应瓶下部的恒温腔体内设置加热组件；

温度探测组件设置在金属外壳内，温度探测组件的探测端与反应瓶的外壁接触，温度探测组件与测量控制电路电连接；

液量探测组件的一电极与金属外壳电连接，另一针状电极设置在反应瓶内，液量探测组件的两电极均与测量控制电路电连接；

测量控制电路，分别与温度探测组件和液量探测组件电连接，用于根据温度探测组件测得的温度并用来控制加热组件，及根据液量探测组件反馈的电信号测量反应瓶内的液量。

所述恒温腔体与金属外壳之间设置保温层。

所述恒温腔体内中部设置隔断层，隔断层上设有通风孔，隔断层将恒温腔体内部分隔为相互连通的上、下腔体，恒温腔体的上腔体内部形状与所述反应瓶外形相适应；恒温腔体的下腔体侧壁设有放置加热组件的凹槽。

所述反应瓶包括：密封盖和容器本体，密封盖扣装在容器本体上形成密封容器。

所述加热组件包括：电热丝和风扇，所述电热丝环绕设置在恒温腔体的下腔体侧壁凹槽内，风扇设置在电热丝下方的腔体内。

所述电热丝采用在标准电压下提供热量不低于反应器中溶液反应过程所需热量两倍的电热丝。

所述温度探测组件包括：

温度探测组件外壳、隔热绝缘外套和温度探测芯片；

温度探测芯片设置在温度探测组件外壳内，温度探测芯片外面设置隔热绝缘外套，温度探测组件外壳上设有螺纹，与反应器外壳机械连接。

所述液量探测组件包括：两个电极，一个电极与反应器的金属外壳电连接，另一个针状电极设置在反应瓶内，该电极外涂覆有防腐物质层，两电极构成电容式液量检测电路的探测器。

所述测量控制电路包括：微处理器、电压/频率转换电路、电容式液量检测电路、温度测量控制电路和风扇控制电路；

所述微处理器，与各电路连接，用于控制各电路，对各电路传送的信号进行处理；