CN103994798A - 气压法体积测量装置和气压法密度测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了气压法体积测量装置，由第一密闭容器、第二密闭容器、大气压力表、容器压力表、第一阀门、第二阀门和第三阀门组成，第一密闭容器上端安装第一阀门，第二密闭容器上安装第二阀门和容器压力表，第一密闭容器和第二密闭容器之间通过第三阀门连通。本发明还公开了气压法密度测量方法，采用上述气压法体积测量装置进行被测样品的体积测量，再测量被测样品的质量，最后得出被测样品的密度。本发明根据波义耳一马略特定律，通过密闭容器中气体压力的变化来测量特殊物质的体积，从而测量物品的密度，本发明特别适用于遇液体物理性质变化、且不规则外型物品的密度测量，对被测样品不产生任何污染，损伤和破坏。
Description
技术领域
本发明涉及物体密度测量的技术，特别与气压法体积测量装置和应用此装置的密度测量方法有关。
背景技术
目前，物体密度测量中对不规则外形物品体积测量采用的是排液法和排沙法，但是，对有些遇液体物理性质会变化的且蓬松型物品，怕污染、损伤的物品来说，就无法采用测量尺寸、排液法、排沙法等方式进行测量计算。
经查询很多文献，并没有找到采用气压法测量体积的相关报告。为了解决上述问题，本发明人专门针对遇液体物理性质会变化的、蓬松型物品和怕污染、损伤的物品，在进行密度测量时的体积测量装置的结构重新进行设计，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气压法体积测量装置，以方便对遇液体物理性质会变化的蓬松型物品和怕污染、损伤的物品在密度测量时的体积测量。
本发明的另一目的在于提供一种气压法密度测量方法，以方便对遇液体物理性质会变化的蓬松型物品和怕污染、损伤的物品进行密度测量。
为了实现上述目的，本发明的解决方案是：
气压法体积测量装置，由第一密闭容器、第二密闭容器、大气压力表、容器压力表、第一阀门、第二阀门和第三阀门组成，第一密闭容器上端安装第一阀门，第二密闭容器上安装第二阀门和容器压力表，第一密闭容器和第二密闭容器之间通过第三阀门连通。
所述第一密闭容器具有缸体和上盖，上盖通过螺栓固定在缸体上，上盖与缸体之间设有密封圈，第一阀门安装在上盖上。
所述第二密闭容器具有缸体和上盖，上盖通过螺栓固定在缸体上，上盖与缸体之间设有密封圈，第二阀门和容器压力表安装在上盖上。
所述大气压力表的精度为0.4级，容器压力表的量程为0.1~0.6Mpa，精度为0.4级。
所述第一密闭容器和第二密闭容器体积相等。
气压法密度测量方法，采用上述气压法体积测量装置进行被测样品的体积测量，再测量被测样品的质量，最后得出被测样品的密度，其步骤如下：
第一步，通过第二阀门向第二密闭容器中充入气压为0.3~0.4mpa压缩空气，第二密闭容器的体积为Tb立方米；
第二步，将被测样品放入第一密闭容器中，并密闭好，被测样品的体积设为Ty立方米，建议Ty在0.4Ta~0.6Ta之间；
第三步，打开第一阀门，使第一密闭容器与大气相通，让第一密闭容器气压与大气相等稳定后关闭第一阀门，第一密闭容器体积为Ta立方米（建议Ta与Tb相近）；
第四步，读取大气压力表的读数，设为Ya；
读取第二密闭容器上的容器压力表的读数，设为Yb；
第五步，打开第三阀门，稳压10分钟后，读取第二密闭容器上的容器压力表的读数，设为Yh；
第六步，根据以下公式计算被测样品的体积Ty，
Tb×（Ya+Yb）+(Ta-Ty)×Ya=(Ta+Tb-Ty)×（Ya+Yh），即：Ty=Ta+Tb-Tb*Yb/Yh；
第七步，采用天秤等测量被测样品的质量G千克，则被测样品的密度=G/Ty（千克/立方米）。
采用上述方案后，本发明根据波义耳一马略特定律，在密闭容器中的定量气体，在恒温下，气体的压强和体积成反比关系，研究并设计出测量物品体积的装置，通过密闭容器中气体压力的变化来测量特殊物质的体积，从而测量物品的密度，大大方便了遇液体物理性质会变化的蓬松型物品和怕污染、损伤的物品密度测量。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明揭示了气压法体积测量装置，由第一密闭容器1、第二密闭容器2、大气压力表3、容器压力表4、第一阀门5、第二阀门6和第三阀门7组成。
第一密闭容器1上端安装第一阀门5。为了方便测量，第一密闭容器1具有缸体11和上盖12，上盖12通过螺栓13固定在缸体11上，上盖12与缸体11之间设有密封圈14，第一阀门5安装在上盖12上。
第二密闭容器2上安装第二阀门6和容器压力表4。为了方便测量，第二密闭容器2具有缸体21和上盖22，上盖22通过螺栓23固定在缸体21上，上盖22与缸体21之间设有密封圈24，第二阀门和容器压力表安装在上盖上。为了提高测量的准确性，建议第一密闭容器1和第二密闭容器2体积相等或略相等。
第一密闭容器1和第二密闭容器2之间通过第三阀门7连通。
大气压力表3用于测量大气压力，为了提高测量的准确性，建议选择大气压力表3的精度为0.4级。
容器压力表4用于测量第二密闭容器2内的压力，为了提高测量的准确性，建议选择容器压力表4的量程为0.1~0.6Mpa，精度为0.4级。
本发明揭示的气压法密度测量方法，是采用如图1所示气压法体积测量装置进行被测样品的体积测量，再测量被测样品的质量，最后得出被测样品的密度，具体步骤如下：
第一步，通过第二阀门6向第二密闭容器2中充入气压为0.3~0.4mpa压缩空气，第二密闭容器2的体积为Tb立方米；
第二步，将被测样品放入第一密闭容器1中，并密闭好，被测样品的体积设为Ty立方米，建议Ty在0.4Ta~0.6Ta之间；
第三步，打开第一阀门5，使第一密闭容器1与大气相通，让第一密闭容器1气压与大气相等稳定后关闭第一阀门5，第一密闭容器1体积为Ta立方米（建议Ta与Tb相近）；
第四步，读取大气压力表3的读数，设为Ya；
读取第二密闭容器2上的容器压力表4的读数，设为Yb；
第五步，打开第三阀门7，稳压10分钟后，读取第二密闭容器2上的容器压力表4的读数，设为Yh；
第六步，根据以下公式计算被测样品的体积Ty，
Tb×（Ya+Yb）+(Ta-Ty)×Ya=(Ta+Tb-Ty)×（Ya+Yh），即：Ty=Ta+Tb-Tb*Yb/Yh；
第七步，采用天秤等测量被测样品的质量G千克，则被测样品的密度=G/Ty（千克/立方米）。
本发明的气压法密度测量方法误差分析：由于采用精度等级相同的气压表，其压力读数在有效量程内的误差几乎可以忽略不计。需要注意：容器体积应包含连接接头处的体积，各容器体积可以采用充灌液体的方法测量。
本发明特别适用于遇液体物理性质变化、且不规则外型物品的密度测量，本发明对被测样品不产生任何污染，损伤和破坏。
Claims (7)
1.气压法体积测量装置，其特征在于：由第一密闭容器、第二密闭容器、大气压力表、容器压力表、第一阀门、第二阀门和第三阀门组成，第一密闭容器上端安装第一阀门，第二密闭容器上安装第二阀门和容器压力表，第一密闭容器和第二密闭容器之间通过第三阀门连通。
2.如权利要求1所述的气压法体积测量装置，其特征在于：第一密闭容器具有缸体和上盖，上盖通过螺栓固定在缸体上，上盖与缸体之间设有密封圈，第一阀门安装在上盖上。
3.如权利要求1所述的气压法体积测量装置，其特征在于：第二密闭容器具有缸体和上盖，上盖通过螺栓固定在缸体上，上盖与缸体之间设有密封圈，第二阀门和容器压力表安装在上盖上。
4.如权利要求1所述的气压法体积测量装置，其特征在于：大气压力表的精度为0.4级，容器压力表的量程为0.1~0.6Mpa，精度为0.4级。
5.如权利要求1所述的气压法体积测量装置，其特征在于：第一密闭容器和第二密闭容器体积相等。
6.气压法密度测量方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的气压法体积测量装置进行被测样品的体积测量，再测量被测样品的质量，最后得出被测样品的密度，其步骤如下：
第一步，通过第二阀门向第二密闭容器中充入气压为0.3~0.4mpa压缩空气，第二密闭容器的体积为Tb立方米；
第二步，将被测样品放入第一密闭容器中，并密闭好，被测样品的体积设为Ty立方米；
第三步，打开第一阀门，使第一密闭容器与大气相通，让第一密闭容器气压与大气相等稳定后关闭第一阀门，第一密闭容器体积为Ta立方米；
第四步，读取大气压力表的读数，设为Ya；
读取第二密闭容器上的容器压力表的读数，设为Yb；
第五步，打开第三阀门，稳压10分钟后，读取第二密闭容器上的容器压力表的读数，设为Yh；
第六步，根据以下公式计算被测样品的体积Ty，
Tb×（Ya+Yb）+(Ta-Ty)×Ya=(Ta+Tb-Ty)×（Ya+Yh），即：Ty=Ta+Tb-Tb*Yb/Yh；
第七步，采用天秤等测量被测样品的质量G千克，则被测样品的密度=G/Ty千克/立方米。
7.如权利要求6所述的气压法密度测量方法，其特征在于：被测样品的体积Ty在0.4Ta~0.6Ta之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140820 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |