CN101470016A - 一种内置法测量容积的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内置法测量容积的装置，可用于静态膨胀法真空容器的容积测量以及需要精确测量容积的容器，尤其适用于不规则容器的容积测量。本发明由供气系统、标准体积、未知容积的小容器、未知容积的大容器、真空计、隔断阀、抽气系统组成。供气系统与未知容积的小容器相连并为小容器供气，标准体积通过小容器上的法兰放入或取出，小容器内的压力通过真空计测量，大容器的压力通过真空计测量，抽气系统与大容器相连并从中抽出气体。本发明将精确测量的标准体积棒作为参考体积，放入容积未知的容器中，采用气体膨胀法，根据玻义耳定律准确计算出未知容器的容积。这种方法尤其适用于不规则容器的容积测量。可以大大提高容积的测量准确度。

Description

一种内置法测量容积的装置

技术领域

本发明涉及一种内置法测量容积的装置。可用于静态膨胀法真空容器的容积测量以及需要精确测量容积的容器，尤其适用于不规则容器的容积测量。这种方法可以提高容积的测量准确度。

背景技术

在静态膨胀系统中，确定容器容积的一个基本方法是称重法，即称量容器装满液体(通常为水)前后的重量来计算容积。这种方法尽管可保证精确测量重量，由于液体中气泡和阀门死空间的影响，使容积的测量难以准确。对小容器来说，这种现象更为严重。

还有一种测量容器容积的方法是外置法，测量原理与内置法一样。不同的是外置法采用外接一个已知容积的容器，用阀门与被测量容器连接，容器的容积可准确测量，但是连接的阀门无法准确测量，导致最终容器的容积难以准确测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种内置法测量容积的装置与方法，将精确测量的标准体积作为参考体积，放入容积未知的容器中，采用气体膨胀法，根据玻义耳定律准确计算出未知容器的容积，以提高容积的测量准确度。

本发明的目的是通过下述方案实现的。

本发明的一种内置法测量容积的装置由供气系统、标准体积、小容器、被测容器、真空计、隔断阀、抽气系统组成。供气系统与小容器相连并为小容器供气，标准体积通过小容器上的法兰放入或取出，小容器内的压力通过真空计测量，被测大容器的压力通过真空计测量，抽气系统与被测容器相连并从中抽出气体。

所述的标准体积是经过计量部门准确计量的标准体积。

所述的未知容积的小容器可以拆卸，与其它设备连接。

所述的未知容积的小容器上装有法兰。

所述装置的材料均采用不锈钢。

所述装置外形尺寸可根据用户需要设计。

本发明的一种内置法测量容积的方法包括下列步骤：

(1)小容器中先不放入标准体积；

(2)启动抽气系统，打开隔断阀对小容器和被测大容器抽气；

(3)关闭抽气系统和隔断阀，给小容器中充入高压力的气体，其压力用真空计测量，为p₁；关闭隔断阀和，打开隔断阀，小容器中的气体膨胀到被测大容器中，其压力用真空计测量，为p₂。根据玻义耳定律，建立方程：

p₁V₁＝p₂(V₁+V₂)                              (1)

式中：p₁—为小容器内的压力，Pa；p₂—为被测大容器内的压力，Pa；V₁—为小容器的容积，L；V₂—为被测大容器的容积，L。

(4)打开小容器上的法兰，放入标准体积，其体积为V₀；

(5)启动抽气系统，打开隔断阀对小容器和被测大容器抽气；

(6)关闭抽气系统和隔断阀，给小容器中充入高压力的气体，其压力用真空计测量，为p₃；关闭隔断阀，打开隔断阀，小容器中的气体膨胀到被测大容器中，其压力用真空计测量，为p₄。根据玻义耳定，建立方程：

p₃(V₁-V₀)＝p₄(V₁-V₀+V₂)                     (2)

式中：p₃—为小容器(3)内的压力，Pa；p₄—为被测大容器(8)内的压力，Pa；V₀—为不锈钢棒(4)的体积，L。

(7)根据公式(1)和公式(2)，可得：

$V_1=\frac{p_2(p_3-p_4)}{p_2{p}_3-p_1{p}_4}\·V_0---\left(3\right)$

$V_2=\frac{(p_1-p_2)(p_3-p_4)}{p_2{p}_3-p_1{p}_4}\·V_0---\left(4\right)$

本发明与现有技术相比的有益效果是：能够准确测量容器的容积。

附图说明

图1是本发明内置法测量容积的结构图，图中：1—供气系统，2、5、7、9—隔断阀，3—小容器，4—标准体积，6、10—真空计，8—大容器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发作做进一步说明。

实施例

如图1所示，为本发明的内置法测量容积原理图，由供气系统1、标准体积4、未知容积的小容器3、未知容积的大容器8、真空计6和10、隔断阀2、5、7和9组成。

供气系统1与未知容积的小容器3相连并为小容器3供气，标准体积4通过小容器3上的法兰放入或取出，小容器3内的压力通过真空计6测量，大容器8的压力通过真空计10)测量，抽气系统与大容器8相连并从中抽出气体。

实施步骤如下：

(1)小容器3中先不放入标准体积4；

(2)启动抽气系统，打开隔断阀5、7和9对小容器3和大容器8抽气；

(3)关闭抽气系统和隔断阀7，给小容器3中充入高压力的气体，其压力用真空计6测量，为p₁；关闭隔断阀2和5，打开隔断阀7，小容器3中的气体膨胀到大容器8中，其压力用真空计10测量，为p₂。根据玻义耳定律，建立方程：

p₁V₁＝p₂(V₁+V₂)                          (1)

式中：p₁—为小容器3内的压力，Pa；p₂—为大容器8内的压力，Pa；V₁—为小容器3的容积，L；V₂—为大容器(8)的容积，L。

(4)打开小容器3上的法兰，放入标准体积4，其体积为V₀；

(5)启动抽气系统，打开隔断阀5、7和9对小容器3和大容器8抽气；

(6)关闭抽气系统和隔断阀7，给小容器3中充入高压力的气体，其压力用真空计6测量，为p₃；关闭隔断阀2和5，打开隔断阀7，小容器3中的气体膨胀到大容器8中，其压力用真空计10测量，为p₄。根据玻义耳定，建立方程：

p₃(V₁-V₀)＝p₄(V₁-V₀+V₂)                     (2)

式中：p₃—为小容器3内的压力，Pa；p₄—为大容器8内的压力，Pa；V₀—为不锈钢棒4的体积，L。

(7)根据公式(1)和公式(2)，可得：

$V_1=\frac{p_2(p_3-p_4)}{p_2{p}_3-p_1{p}_4}\·V_0---\left(3\right)$

$V_2=\frac{(p_1-p_2)(p_3-p_4)}{p_2{p}_3-p_1{p}_4}\·V_0---\left(4\right)$

Claims (7)

1.一种内置法测量容积的装置，其特征在于：它由供气系统(1)、标准体积(4)、小容器(3)、被测容器(8)、真空计(6)和(10)、隔断阀(2)、(5)、(7)和(9)、抽气系统组成。供气系统(1)与小容器(3)相连并为小容器(3)供气，标准体积(4)通过小容器(3)上的法兰放入或取出，小容器(3)内的压力通过真空计(6)测量，被测大容器(8)的压力通过真空计(10)测量，抽气系统与被测容器(8)相连并从中抽出气体。

2.根据权利要求1所述的内置法测量容积的装置，其特征在于：所述的标准体积(4)是经过计量部门准确计量的标准体积。

3.根据权利要求1所述的内置法测量容积的装置，其特征在于：所述的未知容积的小容器(3)可以拆卸，与其它设备连接。

4.根据权利要求1所述的内置法测量容积的装置，其特征在于：所述的未知容积的小容器(3)上装有法兰。

5.根据权利要求1所述的内置法测量容积的装置，其特征在于：所述装置的材料均采用不锈钢。

6.根据权利要求1所述的内置法测量容积的装置，其特征在于：所述装置外形尺寸可根据用户需要设计。

7.一种内置法测量容积的方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)小容器(3)中先不放入标准体积(4)；

(2)启动抽气系统，打开隔断阀(5)、(7)和(9)对小容器(3)和被测大容器(8)抽气；

(3)关闭抽气系统和隔断阀(7)，给小容器(3)中充入高压力的气体，其压力用真空计(6)测量，为p₁；关闭隔断阀(2)和(5)，打开隔断阀(7)，小容器(3)中的气体膨胀到被测大容器(8)中，其压力用真空计(10)测量，为p₂。根据玻义耳定律，建立方程：

p₁V₁＝p₂(V₁+V₂)               (1)

式中：p₁—为小容器(3)内的压力，Pa；p₂—为被测大容器(8)内的压力，Pa；V₁—为小容器(3)的容积，L；V₂—为被测大容器(8)的容积，L。

(4)打开小容器(3)上的法兰，放入标准体积(4)，其体积为V₀；

(5)启动抽气系统，打开隔断阀(5)、(7)和(9)对小容器(3)和被测大容器(8)抽气；

(6)关闭抽气系统和隔断阀(7)，给小容器(3)中充入高压力的气体，其压力用真空计(6)测量，为p₃；关闭隔断阀(2)和(5)，打开隔断阀(7)，小容器(3)中的气体膨胀到被测大容器(8)中，其压力用真空计(10)测量，为p₄。根据玻义耳定，建立方程：

p₃(V₁-V₀)＝p₄(V₁-V₀+V₂)          (2)

式中：p₃—为小容器(3)内的压力，Pa；p₄—为被测大容器(8)内的压力，Pa；V₀—为不锈钢棒(4)的体积，L。

(7)根据公式(1)和公式(2)，可得：

$V_1=\frac{p_2(p_3-p_4)}{p_2{p}_3-p_1{p}_4}\·V_0---\left(3\right)$

$V_2=\frac{(p_1-p_2)(p_3-p_4)}{p_2{p}_3-p_1{p}_4}\·V_0---\left(4\right)$

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