[发明专利]一种高精度多元化光纤光棒气氛试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种高精度多元化光纤光棒气氛试验装置，其特征在于：包括气体供应源控制系统、主体气体压力罐、升降温系统、抽真空及N₂吹扫系统、气体泄露检测装置和智能集成控制系统，其中，

所述气体供应源控制系统与所述主体气体压力罐连接，用于分别控制氢气、氘气、氮气的流量；

主体气体压力罐不直接受到辐射热，最大压力3.5Mpa，内部空气循环保证气体均匀度，并通过升降温系统进行温度调节；

抽真空及N₂吹扫系统用于实验前吹扫抽真空及实验后排气，保证试验环境的纯净与控制的精度；

气体泄露检测装置装配在管路及连接部，用于检测高危气体的泄露；

智能集成控制系统用于控制上述各分部件，根据实际各类试验条件，自动完成所涉及部件的实时计算与控制。

2.根据权利要求1所述的高精度多元化光纤光棒气氛试验装置，其特征在于：气体供应源控制系统控制柜与所述主体气体压力罐反应气H₂接口和N₂接口连接，气体供应源控制系统在输送管道配置有隔膜阀、阻火器、调压阀、压力传感器、气动阀和质量流量控制器，过滤器、单向阀。

3.根据权利要求1所述的高精度多元化光纤光棒气氛试验装置，其特征在于：主体气体压力罐的罐体压力传感接口配有压力调整传感器、绝压PT，以及安全泄压阀，罐体温度可调，罐体还配备温度调整检测器。

4.根据权利要求1所述的高精度多元化光纤光棒气氛试验装置，其特征在于：升降温系统采用水浴冷热，主罐体有夹层进水口，出水口，温度计接口配有温度传感器，并外接冷热水循环系统。

5.根据权利要求4所述的高精度多元化光纤光棒气氛试验装置，其特征在于：冷热水循环系统包括压缩机、连接管道、阀门、板式换热器、水泵以及加热单元。

6.根据权利要求1所述的高精度多元化光纤光棒气氛试验装置，其特征在于：抽真空及N₂吹扫系统通过真空泵、抽真空气孔、真空波纹软管、过滤器、真空阀、真空球阀、真空泵接口、排气口连接控制，用于实验前吹扫抽真空及实验后排气，保证试验环境控制的精度。

7.根据权利要求1所述的高精度多元化光纤光棒气氛试验装置，其特征在于：气体泄露检测装置装配在管路及连接部，用于检测H₂、D₂的泄露，检测精度0.001ppm。

8.一种高精度多元化光纤光棒气氛试验方法，其特征在于：包括以下试验步骤：

步骤1：打开舱门，放入实验样品，关闭舱门锁紧；

步骤2：在智能集成控制系统界面点击输入按钮，设置单次实验的混合气体比例、罐体温度值和气体分压值；点击计算按钮，待系统计算出所需罐体总压力及气体质量，安全可行后，点击开始运行；系统界面实时监控总压力变化，压力过高或过低都能报警，一旦超过安全泄压阀范围，该阀自动排气；

步骤3：开始罐体加热，先对罐体进行N₂吹扫抽真空2次，即真空度抽到极限后补入N₂再次抽真空，然后根据理论设定公式及实际条件控制气体供应源自动充入所需气体，待各项指标满足该次实验要求后，记录开始时间；

步骤4：点击实验结束后，对罐体抽真空排气，进行N₂吹扫模式；

步骤5：待舱体压力为环境压力，关闭整个系统及各阀门，打开舱门取出实验样品。