一种用于进行停留时间分布测量的实验教学装置

摘要

本申请提供了一种用于进行停留时间分布测量的实验教学装置，包括：进样模块；反应器模块，进样模块进样的流体在所述反应器模块中进行混合；和检测模块，对反应器模块流出的流体进行检测。通过使用本申请的技术方案，可以实现示踪剂不同进样方式的自由切换、不同反应器形式的自由切换、不同检测手段的自由切换，从而可以实现在一个实验平台研究不同进样方式、不同反应器形式的多种组合对停留时间分布规律多方面的影响，并且可以实现实验平台的自动化、智能化。

说明书

技术领域

本申请涉及实验教学仪器技术领域，尤其涉及一种用于进行停留时间分布测量的实验教学装置。

背景技术

在连续流动反应器中，由于反应物流的返混以及在反应器内出现层流速度分布、死角、短路等流动现象，反应物料在反应器中停留时间长短不同，形成一定的分布规律。停留时间分布是描述物料在反应器内流动特性的重要参数，对反应进程及反应效果具有重要影响，可以用停留时间分布密度函数和停留时间分布函数来表示。

在高校化学工程专业课程体系中，停留时间分布相关的实验教学非常重要。以发明人所在的清华大学化学工程系为例，设定了实验教学课程“连续流动反应器中停留时间分布密度函数的测定”。通过停留时间分布实验教学，学生可以掌握停留时间分布的测定方法，了解停留时间分布与多釜串联之间的关系；了解模型参数的物理意义与计算方法等。

目前，国内高校在停留时间分布相关的实验教学方面，基本采用传统的模式，主要通过单釜或三釜串连反应器中停留时间分布的测定，将数据计算结果用多釜串联模型来定量返混程度从而认识限制返混的措施。

但是，近年来越来越多师生关注到这个传统实验课程存在的不足，突出的就是实验模式固定不变，学生只能被动的在一个实验模式下测定实验数据并分析停留时间分布密度函数，难以让同学们发散思维和进行创新性实验设计。

综上可见，开发一种用于进行停留时间分布测量的实验教学装置对于提高实验教学质量，培养学生综合科研能力具有重要意义。

实用新型内容

为解决现有技术中的问题，本申请提供一种用于进行停留时间分布测量的实验教学装置。本申请技术方案如下：

一种用于进行停留时间分布测量的实验教学装置，包括：进样模块；反应器模块，进样模块进样的流体在所述反应器模块中进行混合；检测模块，对反应器模块流出的流体进行检测；和微处理器控制系统，其控制所述进样模块、所述反应器模块、所述检测模块中的一个或两个以上。

进一步的，所述进样模块能够进行脉冲进样、阶跃进样和周期交变进样中的一种或两种以上。

进一步的，所述进样模块包括脉冲进样部件、阶跃进样部件中的一种或两种。

进一步的，所述脉冲进样部件包括第一阀、第一流体管路、示踪剂管路、第一定量环，

所述第一阀能够在第一模式与第二模式之间进行切换，

在所述第一模式下，第一流体管路与反应器模块连通，示踪剂管路与第一定量环连通；

在所述第二模式下，第一流体管路、第一定量环和反应器模块连通。

进一步的，

所述第一阀的阀体至少包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口，所述第一阀的阀芯能够在所述第一阀的阀体内运动，从而实现其第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通、第五接口与第六接口连通，或第二接口与第三接口连通、第四接口与第五接口连通、第六接口与第一接口连通；

其中，第一接口或第二接口连接示踪剂管路；第三接口与第六接口之间连接有第一定量环，第四接口连接反应器模块且第五接口连接第一流体管路，或，第四接口连接第一流体管路且第五接口连接反应器模块。

进一步的，所述阶跃进样部件包括第二阀、第二流体管路、第三流体管路，所述第二阀能够在第三模式与第四模式之间进行切换，在所述第三模式下，第二流体管路与反应器模块连通；在所述第四模式下，第三流体管路与反应器模块连通。

进一步的，所述第二阀的阀体至少包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口，所述第二阀的阀芯能够在所述第二阀的阀体内运动，从而实现其第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通，或第二接口与第三接口连通、第四接口与第一接口连通；其中，第一接口连接第三流体管路，第三接口连接第二流体管路，第二接口或第四接口连接反应器模块。

进一步的，所述进样模块包括：第三阀，所述第三阀的阀体至少包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口，所述第三阀的阀芯能够在所述第三阀的阀体内运动，从而实现其第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通、第五接口与第六接口连通，或第二接口与第三接口连通、第四接口与第五接口连通、第六接口与第一接口连通；

第四阀，第四阀的阀体至少包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口，所述第四阀的阀芯能够在所述第四阀的阀体内运动，从而实现其第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通，或第二接口与第三接口连通、第四接口与第一接口连通；

其中，所述第三阀的第一接口或所述第三阀的第二接口连接所述第四阀的第四接口；所述第三阀的第三接口与所述第三阀的第六接口之间连接有第二定量环；所述第三阀的第四接口连接所述第四阀的第三接口且所述第三阀的第五接口连接第四流体管路，或，所述第三阀的第四接口连接第四流体管路且所述第三阀的第五接口连接所述第四阀的第三接口；所述第四阀的第一接口连接第五流体管路，所述第四阀的第二接口连接反应器模块。

进一步的，所述反应器模块包括一种反应器组件或并联连接的两种以上反应器组件。

进一步的，所述反应器组件选自以下中的任意一种：

一个平推流反应器或串联连接的两个以上平推流反应器；

一个全混流反应器或串联连接的两个以上全混流反应器；

串联连接的一个以上平推流反应器与一个以上全混流反应器。

进一步的，所述检测模块包括一种以上的检测器；优选的，所述检测器选自电导率检测仪、热导检测器、氢火焰离子化检测器、傅立叶转换红外线光谱仪或质谱仪中的一种或两种以上。

进一步的，所述检测模块包括第一检测器、第二检测器和第三检测器；所述检测模块能够分别进行：

通过第一检测器、第二检测器和第三检测器中任一种进行检测；

通过第一检测器、第二检测器和第三检测器中任意两种进行检测；

同时通过第一检测器、第二检测器和第三检测器进行检测。

进一步的，所述检测模块还包括：

第五阀、第六阀、第七阀，所述第五阀的入口端、所述第六阀的入口端、所述第七阀的入口端相连接，所述第五阀、第六阀、第七阀能够控制管路通断；

第八阀，分别与第五阀的出口端、第一检测器、第三检测器连接；

第九阀，分别与第七阀的出口端、第一检测器、第二检测器连接；

第十阀，分别与第三检测器、第二检测器连接；

且，第一检测器与第六阀的出口端连接；其中，

所述第八阀能够在导通第五阀和第三检测器或导通第一检测器和第三检测器之间切换；所述第九阀能够在导通第七阀和第二检测器或导通第一检测器和第二检测器之间切换；所述第十阀能够在导通第三检测器和第二检测器或分别将第三检测器、第二检测器导出检测模块之间切换。

进一步的，所述第八阀为四通阀，所述第八阀的阀体至少包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口，所述第八阀的阀芯能够在所述第八阀的阀体内运动，从而实现其第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通，或第二接口与第三接口连通、第四接口与第一接口连通；其中，第一接口与第三检测器连接；第二接口与第五阀出口端连接；第四接口与第一检测器连接。

进一步的，所述第九阀为四通阀，所述第九阀的阀体至少包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口，所述第九阀的阀芯能够在所述第九阀的阀体内运动，从而实现其第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通，或第二接口与第三接口连通、第四接口与第一接口连通；其中，第一接口与第七阀出口端连接；第二接口与第二检测器连接；第三接口与第一检测器连接。

进一步的，所述第十阀为四通阀，所述第十阀的阀体至少包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口，所述第十阀的阀芯能够在所述第十阀的阀体内运动，从而实现其第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通，或第二接口与第三接口连通、第四接口与第一接口连通；其中，第三接口与第三检测器连接；第四接口与第二检测器连接。

通过本申请提供的用于进行停留时间分布测量的实验教学装置，可以实现不同进样方式的自由切换、不同反应器形式的自由切换、不同检测方式的自由切换，从而可以实现在一个实验平台研究不同进样方式、不同混合方式的多种组合对停留时间分布规律多方面(检测结果)的影响，并且通过微处理器控制系统(如PLC或DCS等)对各阀进行控制，可以实现实验平台的自动化、智能化。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够使得本申请的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本申请的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

图1：用于进行停留时间分布测量的实验教学装置示意图；

图2(a)和图2(b)：脉冲进样部件结构示意图；

图3(a)和图3(b)：六通阀结构示意图；

图4(a)和图4(b)：阶跃进样部件结构示意图；

图5(a)和图5(b)：四通阀结构示意图；

图6(a)-图6(c)：另一种进样模块结构示意图；

图7：反应器模块结构示意图；

图8：检测模块结构示意图；

图9：具体一种停留时间分布实验的教学装置的示意图。

附图标记：

100、进样模块；

110、脉冲进样部件；111、第一阀；112、第一流体管路；113、示踪剂管路；114、第一定量环；115、六通阀；116、六通阀阀芯；117、六通阀阀体；

120、阶跃进样部件；121、第二阀；122、第二流体管路；123、第三流体管路；124、四通阀；125、四通阀阀芯；126、四通阀阀体；

130、第三阀；140、第四阀；150、第二定量环；160、第四流体管路； 170、第五流体管路；

200、反应器模块；

210、全混流反应器；220、平推流反应器；230、异型反应器；

300、检测模块；

310、第五阀；320、第六阀；330、第七阀；340、第八阀；350、第九阀；360、第十阀。

具体实施方式

本申请的以下实施方式仅用来说明实现本申请的具体实施方式，这些实施方式不能理解为是对本申请的限制。其他的任何在未背离本申请的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均视为等效的置换方式，落在本申请的保护范围之内。

在一个实施例中，如图1所示，本实施例提供了一种用于进行停留时间分布测量的实验教学装置，如图1所示，包括进样模块100；反应器模块 200，进样模块100进样的流体在所述反应器模块200中进行反应；和检测模块300，对反应器模块200流出的流体进行检测；微处理器控制系统，其控制所述进样模块、所述反应器模块、所述检测模块中的一个或两个以上。

停留时间分布测定所采用的方法主要是示踪响应法。本实施例中，通过进样模块100将加入示踪剂的流体(可以为气体或液体等)加入反应器模块200，在流动和混合之后流体会进入检测模块300，检测模块300对示踪剂进行检测，从而进行停留时间分布测量实验。

在一个实施例中，所述进样模块能够进行脉冲进样、阶跃进样和周期交变进样中的一种或两种以上。

本实施例提供了一种进样模块，能够实现目前常见进样方式中的一种或两种以上。

在一个实施例中，所述进样模块包括脉冲进样部件110、阶跃进样部件 120中的一种或两种，具体可以为并联脉冲进样部件、阶跃进样部件。如图 1所示，具体给出了脉冲进样部件110、阶跃进样部件120并联的技术方案，从而可以分别进行脉冲进样、阶跃进样。另外，可以通过周期性地脉冲进样或阶跃进样，来实现周期交变进样。

通过不同进样部件并联，则可以实现不同进样方式的自由切换或周期交变进样，从而可以实现在一个实验平台研究不同进样方式对停留时间分布规律的影响。

在一个实施例中，如图2～图3所示，所述脉冲进样部件110包括第一阀111、第一流体管路112、示踪剂管路113、第一定量环114，第一阀111 能够在第一模式与第二模式之间进行切换，在所述第一模式，第一流体管路112与反应器模块200连通，示踪剂管路113与第一定量环114连通；在所述第二模式下，第一流体管路112、第一定量环114和反应器模块200连通。

需要说明的是，本申请中，对第一阀111的接口数量没有限制，只要其可以实现上述第一模式、第二模式切换的功能即可。

本实施例给出了一种通过第一阀111来实现脉冲进样的方案。当为第一模式时，第一流体管路112与反应器模块200连通，从而使流体经过第一阀111后直接进入反应器模块200；示踪剂管路113与第一定量环114连通，从而在第一定量环114中充满示踪剂。当切换到第二模式时，第一流体管路112、第一定量环114和反应器模块200顺次连通，从而流体流经第一定量环114后进入反应器模块200，同时将第一定量环114中示踪剂带入到反应器模块200中，实现定量添加示踪剂的脉冲进样。

另外，可以在第一流体管路112、示踪剂管路113上设置流量计(可以是质量流量计、转子流量计等，优选质量流量计)来调节流量，设置控制阀(截止阀/流量阀)控制管路通断，下文中的第二流体管路122、第三流体管路123、第四流体管路160、第五流体管路170亦可如此，不再赘述。

在一个实施例中，如图2(图2(a)、图2(b))、图3(图3(a)、图 3(b))所示，所述第一阀111为六通阀115，其包括逆时针方向设置的第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口；其中，图2～图5中的①、②、③、④、⑤、⑥分别代表第一阀111(六通阀115) 的第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口。

其中，第一接口连接示踪剂管路113，第三接口与第六接口之间连接有第一定量环114，第四接口连接反应器模块200，第五接口第一流体管路 112。

本实施例给出了第一阀110为一个六通阀116的技术方案。

另外，图3、图4给出了一种该六通阀116的结构示意图，用于对本实施例方案进行具体说明，但是并不用于对本申请的第一阀111的结构进行具体限定。本领域技术人员可以知道，本申请对第一阀111的结构没有具体限制，只要其具有上述第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口且可以实现上述第一模式、第二模式之间的切换即可。

如图2(a)、图3(a)所示，第一阀110(六通阀115)的第一接口与第六接口连通，第二接口与第三接口连通，第四接口与第五接口连通。此时，第一流体管路112与反应器模块200通过第四接口、第五接口连通，从而使流体经过第一阀111后直接进入反应器模块200；示踪剂管路113与第一定量环114通过第一接口、第六接口连通，从而在第一定量环114中充满示踪剂，并且多余的示踪剂经过第二接口、第三接口流出第一阀110。从而实现上述的第一模式。

如图2(b)、图3(b)所示，六通阀阀芯116相对于六通阀阀体117 转动60°，则第一阀110(六通阀115)的第一接口、第二接口连通，第三接口、第四接口连通，第五接口、第六接口连通。则第一流体管路112、第一定量环114通过第五接口、第六接口连通，第一定量环114、反应器模块 200通过第三接口、第四接口连通。从而流体流经第一定量环114后进入反应器模块200，同时将第一定量环114中示踪剂带入到反应器模块200中，实现定量添加示踪剂的脉冲进样。从而实现切换为上述第二模式。

当然，也可以为第二接口连接示踪剂管路113，与上一方案的区别仅在于改变了示踪剂进入第一定量环114的方向。也可以第四接口连接第一流体管路112且第五接口连接反应器模块，其与上述方案相比，仅改变了流体在第一阀110内和第一定量环114内的流动方向。

另外，在给出了图3所示六通阀115结构的基础上，本领域技术人员知晓如何实现其电动(如电磁)控制(如通过步进电机带动六通阀阀芯 116转动)，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图4、图5所示，所述阶跃进样部件120包括第二阀121、第二流体管路122、第三流体管路123，所述第二阀121能够在第三模式与第四模式之间进行切换，

在所述第三模式下，第二流体管路122与反应器模块200连通；

在所述第四模式下，第三流体管路123与反应器模块200连通。

本实施例给出了一种阶跃进样部件120，且可以切换为第二流体管路 122与反应器模块200连通或第三流体管路123与反应器模块200连通。则，当第二流体管路122中通入流体、第三流体管路123中通入加入示踪剂的流体时，从而实现阶跃进样。当然，也可以第二流体管路122中通入加入示踪剂的流体，第三流体管路123通入流体，或第二流体管路122、第三流体管路123中通入加入含有不同浓度的示踪剂的流体，来实现阶跃进样。

在一个实施例中，如图4、图5所示，所述第二阀121为四通阀124，其包括逆时针方向设置的第一接口、第二接口、第三接口、第四接口；其中，图4～图5中的①、②、③、④分别代表第二阀121(四通阀124)的第一接口、第二接口、第三接口、第四接口，其中，第一接口连接第三流体管路123，第二接口连接反应器模块200，第三接口连接第二流体管路122。

本实施例为给出了第二阀121为一个四通阀124的技术方案。

另外，图5(图5(a)、图5(b))给出了一种该四通阀124的结构示意图，用于对本实施例方案进行具体说明，但是并不用于对本申请的四通阀的结构进行具体限定。本领域技术人员可以知道，本申请对第二阀121 的结构没有具体限制，只要其具有上述第一接口、第二接口、第三接口、第四接口且可以上限上述第三模式、第四模式之间的切换即可。

如图4(a)、图5(a)所示，第二阀121(四通阀124)的第一接口与第四接口连通，第二接口与第三接口连通。此时，第二流体管路122与反应器模块200通过第二接口、第三接口连通，从而使流体(或加入示踪剂的流体)经过第二阀121后直接进入反应器模块200。从而实现上述的第一模式。

如图4(b)、图5(b)所示，四通阀阀芯125相对于四通阀阀体126 旋转90°(与图5(a)状态相比)，则第二阀121(四通阀124)的第一接口与第二接口连通，第三接口与第四接口连通。此时，第三流体管路123 与反应器模块200通过第一接口、第二接口连通，从而使流体(或加入示踪剂的流体)经过第二阀121后直接进入反应器模块200。从而实现切换为上述的第二模式，实现阶跃进样。

另外，在给出了图5所示四通阀124结构的基础上，本领域技术人员知晓如何实现其电动(如电磁)控制(如通过步进电机带动四通阀芯125 转动)，在此不再赘述。

在一个实施例中，所述进样模块包括：

第三阀130(本实施例中所用的第三阀为图3中的六通阀)，所述第三阀130的阀体至少包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口，所述第三阀的阀芯能够在所述第三阀的阀体内运动，从而实现其第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通、第五接口与第六接口连通，或第二接口与第三接口连通、第四接口与第五接口连通、第六接口与第一接口连通；

第四阀140(本实施例中所用的第四阀为图5中的四通阀)，第四阀的阀体至少包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口，所述第四阀的阀芯能够在所述第四阀的阀体内运动，从而实现其第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通，或第二接口与第三接口连通、第四接口与第一接口连通；

其中，所述第三阀的第二接口连接所述第四阀的第四接口；

所述第三阀的第三接口与所述第三阀的第六接口之间连接有第二定量环150；

所述第三阀的第四接口连接所述第四阀的第三接口且所述第三阀的第五接口连接第四流体管路160；

所述第四阀140的第一接口连接第五流体管路170，所述所述第四阀140的第二接口连接反应器模块。

本实施例提供了一种新的进样模块技术方案。

当进行脉冲进样的实验时，首先，进样模块中的第三阀130、第四阀 140的状态如图6(a)所示，此时，由第四流体管路160进样的流体流经第三阀130的第五接口、第三阀130的第四接口、第四阀140的第三接口、第四阀140的第二接口，而向反应器模块进样；且第五流体管路170进样的示踪剂经过第四阀140的第一接口、第四阀140的第四接口、第三阀 130的第二接口、第三阀130的第三接口、进入第二定量环150。当需要脉冲进样时，进样模块中的第三阀130、第四阀140的状态如图6(b)所示，此时，由第四流体管路160进样的流体流经第三阀130的第五接口、第三阀130的第六接口、第二定量环150、第三阀130的第三接口、第三阀130 的第四接口、第四阀140的第三接口、第四阀140的第二接口向反应器模块进样，同时将第二定量环150中的示踪剂带入反应器模块，从而实现脉冲进样。

当进行阶跃进样的实验时，首先，进样模块中的第三阀130、第四阀 140的状态如图6(a)所示，此时，由第四流体管路160进样的流体流经第三阀130的第五接口、第三阀130的第四接口、第四阀140的第三接口、第四阀140的第二接口，而向反应器模块进样。当需要阶跃进样时，进样模块中的第三阀130、第四阀140的状态如图6(c)所示，此时，第五流体管路170的流体经过第四阀140的第一接口、第四阀140的第二接口向反应器模块进样。其中，如上面所说到的，当第四流体管路160、第五流体管路170中通入流体中，其一含有示踪剂，或者二者中含有不同浓度的示踪剂，以实现阶跃进样。

周期性地转换图6(a)与图6(b)的方案，或周期性地转换图6(a) 与图6(c)的方案,从而可以实现周期交变进样。

本领域技术人员知道，可以将上述方案变更为第三阀130的第一接口连接所述第四阀140的第四接口连接，此时，仅改变示踪剂进入第二定量环150的流向而不影响设备的功能。也可以将第三阀130的第四接口连接第四流体管路且第三阀130的第五接口连接第四阀140的第三接口，同样仅仅是改变流体在阀体内流向，而不改变设备的功能。

如图1所示的进样模块，脉冲进样部件110中设置有第一流体管路112、示踪剂管路113，阶跃进样部件120中设置有第二流体管路122、第三流体管路123。则当在教学实验中需要在脉冲进样实验和阶跃进样实验之间进行改变时，则同时需要改变上述管路的连接。

与图1所示的进样模块相比，本实施例的进样模块仅需要两个阀(第三阀130、第四阀140)进行切换，则可以分别进行脉冲进样实验和阶跃进样实验。进样模块的使用更加方便。尤其是当第三阀130、第四阀140为电动控制阀(如电磁阀)时，则容易实现进样模块由PLC等操控从而实现进样模块的自动化控制。

在一个实施例中，所述反应器模块包括一个反应器组件或并联两个以上反应器组件，具体可以为并联两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个反应器组件。

通过多种反应器模块并联，则可以实现不同反应方式的自由切换，可以实现在一个实验平台研究不同反应方式对停留时间分布规律的影响。

在一个实施例中，所述反应器组件选自以下中的任意一种：

一个平推流反应器220或两个以上平推流反应器220串联；

一个全混流反应器210或两个以上全混流反应器210串联；

一个以上平推流反应器220与一个以上全混流反应器210串联。

具体如图1所示，反应器组件可以为一个平推流反应器220与一个全混流反应器串联，或一个全混流反应器210，或两个以上全混流反应器210 串联，或一个平推流反应器220与两个全混流反应器210串联。

或者可以如图7所示，反应器组件可以为一个平推流反应器220，或三个全混流反应器210串联，或一个平推流反应器220与一个全混流反应器 210串联，或一个平推流反应器220与两个个全混流反应器210串联，或者，连接异型反应器230，异型反应器230可以为自制、定制或购买而获得。

另外，全混流反应器210可以为单级或多级，优选为3～4级。

本领域技术人员可以知道，当反应器模块为并联的两个以上的反应器组件时，则可以在反应器模块设置控制阀使得来自进样模块的流体仅进入一个反应器组件，之后流入检测模块(如在每个反应器组件的两端设置控制阀，来控制仅一个反应器组件两端管路为通路；或，在反应器模块的两端设置多通阀，使得仅一个反应器组件分别与进样模块、检测模块导通)，从而可以控制流体(或加入了示踪剂的流体)进入哪个反应器组件来进行混合。

而且，本领域技术人员也可以知晓，反应器组件可以为自制的异型反应器或自制的异型反应器与平推流反应器220、全混流反应器210的串联或并联。另外，这些反应器的壳体可以选用透明材料(如石英、有机玻璃等)，从而在进行实验时方便学生观察混合情况。

在一个实施例中，所述检测模块300包括一种以上的检测器，优选的，所述检测器选自电导率检测仪、热导检测器(TCD)、氢火焰离子化检测器 (FID)、傅立叶转换红外线光谱仪(FTIR)或质谱仪(MS)中的一种。

在一个实施例中，所述检测模块300包括第一检测器、第二检测器和第三检测器；所述检测模块300能够分别进行通过第一检测器、第二检测器和第三检测器中任一种进行检测、通过第一检测器、第二检测器和第三检测器中任意两种进行检测、同时通过第一检测器、第二检测器和第三检测器进行检测。本申请给出了一种检测模块，其可以分别使用第一检测器、第二检测器或第三检测器对进行检测，或同时使用第一检测器、第二检测器和第三检测器中的两种或三种进行检测。

即，本实施例通过一个检测模块，实现了第一检测器、第二检测器和第三检测器中任意一个或任意几个组合来进行检测。

在一个实施例中，如图8所示(本示例中，第一检测器为TCD，第二检测器为MS，第三检测器为FTIR)，所述检测模块300还包括：

第五阀310、第六阀320、第七阀330，所述第五阀310的入口端、所述第六阀320的入口端、所述第七阀330的入口端相连接，所述第五阀、

第六阀、第七阀用于控制管路通断；

第八阀340，分别与第五阀310的出口端、第一检测器(TCD)、第三检测器连接(FTIR)；

第九阀350，分别与第七阀330的出口端、第一检测器(TCD)、第二检测器连接；

第十阀360，分别与第三检测器(FTIR)、第二检测器(MS)连接；

且，第一检测器与第六阀320的出口端连接；其中，

所述第八阀能够在导通第五阀310和第三检测器(FTIR)，或导通第一检测器(TCD)和第三检测器(FTIR)之间切换；

所述第九阀能够在导通第七阀330和第二检测器(MS)，或导通第一检测器(TCD)和第二检测器(MS)之间切换；

所述第十阀能够在导通第三检测器(FTIR)和第二检测(MS)设备，或分别将第三检测器(FTIR)、第二检测器(MS)导出检测模块300之间切换。

所述第五阀、第六阀、第七阀优选为截止阀，更优选为电磁截止阀。

本实施例给出了具体的一种检测模块，其能够实现上述使用第一检测器、第二检测器和第三检测器中任意一个或任意几个组合来进行检测。

例如，第五阀310、第七阀330关闭，第六阀320打开，第八阀340导通第一检测器(TCD)和第三检测器(FTIR)，第九阀350切换导通第七阀 330和第二检测器(MS)，第十阀360导通第三检测器(FTIR)和第二检测器(MS)，从而在流体混合后，流体可以流经第一检测器(TCD)、第二检测器(MS)、第三检测器(FTIR)中，同时实现三项检测。

在给出了上述技术方案的基础上，本领域技术人员知晓如何实现仅使用第一检测器、第二检测器或第三检测器中的一种进行检测，或使用其中的两种同时进行检测，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图8所示，所述第八阀340为四通阀，其包括逆时针方向设置的第一接口、第二接口、第三接口、第四接口；其中，

第一接口与第三检测器连接；

第二接口与第五阀310出口端连接；

第四接口与第一检测器连接。

本实施例中的四通阀同样可以采用如图5所示的四通阀。

本实施例进一步给出了第八阀340为四通阀的技术方案，四通阀可以通过阀芯的转动，实现不同的相邻接口的导通。从而简单、巧妙地实现上述所述第八阀340能够在导通第五阀310与第三检测器或导通第一检测器与第一检测器之间切换的目的。

在一个实施例中，如图8所示，所述第九阀350为四通阀，其包括逆时针方向设置的第一接口、第二接口、第三接口、第四接口；其中，

第一接口与第七阀出口端连接；

第二接口与第二检测器连接；

第三接口与第一检测器连接。

本实施例中的四通阀同样可以采用如图5所示的四通阀。

本实施例进一步给出了第九阀350为四通阀的技术方案，四通阀可以通过阀芯得转动，实现不同的相邻接口的导通。从而简单、巧妙地实现上述所述第九阀能350够在导通第七阀和第二检测器或导通第一检测器和第二检测器之间切换的目的。

在一个实施例中，如图8所示，所述第十阀360为四通阀，其包括逆时针方向设置的第一接口、第二接口、第三接口、第四接口，其中，第三接口与第三检测器连接；第四接口与第二检测器连接。

本实施例中的四通阀同样可以采用如图5所示的四通阀。

本实施例进一步给出了第十阀360为四通阀的技术方案，四通阀可以通过阀芯得转动，实现不同的相邻接口的导通。从而简单、巧妙地实现上述所述第十阀360能够在导通第三检测器和第二检测器或分别将第三检测器、第二检测器导出检测模块之间切换的目的。

另外，需要说明的是，上文中所指出的第一阀111～第十阀360、多通阀、控制阀、流量阀等各种阀门优选为气动或电动控制阀，更优选为电动控制阀，如电磁阀。

并且，在给出了上述技术方案的前提下，本领域技术人员可以在现有技术的基础上，利用微处理器控制系统(如PLC或DCS等)实现对各阀体、流量计的自动化操控，从而实现实验平台的自动化、智能化。

如图9，给出了具体的一种用于进行停留时间分布测量的实验教学装置，其中，进样模块选用图6的方案，反应器模块200为一个平推流反应器220，检测模块300仅进行TCD检测。此时，通过操作阀体(第三阀130、第四阀140)，则可以实现脉冲进样、阶跃进样或周期交变进样。

由于进行平推流反应器停留时间分布测定、全混釜的停留时间分布测定等为大学教学内容，是现有技术，在上文给出了本申请教学装置的具体结构和使用方法的情况下，本领域技术人员知晓如何使用本申请教学装置来进行停留时间分布实验教学，也知晓在由检测模块得到检测结果之后如何进行计算，在本说明书中不在赘述。

通过以上的技术方案，可以实现不同进样方式的自由切换、不同混合方式的自由切换、不同的检测方式的自由切换，从而可以实现在一个实验平台研究不同进样方式、不同混合方式的多种组合对停留时间分布规律多方面(检测结果)的影响。并且可以实现实验平台的自动化、智能化。学生可以根据需要研究任意类型的停留时间分布，打破了传统停留时间分布实验教学平台内容单一、智能化程度低、无法创造性使用的缺陷，创建了一种学生与实验平台交互式组合体验的创新实验平台。

尽管以上对本申请的实施方案进行了描述，但本申请并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本申请权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本申请要求保护之列。