CN105628129A - 一种不规则容器的容积测量系统及方法 - Google Patents

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吴波
彭鹏
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杨冬
刘定
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Abstract

本发明公开了一种不规则容器的容积测量系统及方法，其在恒温恒压环境下，采用充压法，利用波义耳定律计算出被测容器的容积，测量精度高。其设置于恒温恒压实验室中，包括依次连通的供压装置、加压罐和待测容器，加压罐上连接压力表I，供压装置和加压罐之间设有供压阀门，加压罐和待测容器之间设有加压阀门。

Description

一种不规则容器的容积测量系统及方法
技术领域
本发明涉及一种测量系统，具体涉及一种不规则容器的容积测量系统及方法。属于测量技术领域。
背景技术
目前测量容器容积的方法主要有三种：微(零)压差比较法、电脑模拟容积测量法、注水注液测量法。
微(零)压差比较法是用两个盛有相同压力气体的体积相同的容器分别与可调容积的比较容器和待测容器连通，比较容器和待测容器之间设有微压差计，调节比较容器的容积使压差为零，从而根据波义耳定律得出待测容器容积等于比较容器当前容积。这种方法有以下缺点：1、波义耳定律(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)成立的条件是在恒温状态下，该方法并没有恒定温度；2、该方法忽略了管路的容积，对测量结果有一定影响；3、要使比较容器和待测容器的压差为零，必须调节比较容器，使其体积等于待测容器，为了测量各种体积的待测容器，比较容器的体积必须有较大的调节范围，必然会影响到比较容器调节的精度。
电脑模拟容积测量法是用三维软件建立数学模型的方法计算体积，但是产品成型后会有一定程度的变形，电脑模拟不能真实的反映待测容器的有效容积。
注液法存在气腔体和液体洒溅等情况，测量不够精确，且对容器的后期处理较为麻烦，测量效率较低。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种不规则容器的容积测量系统。
本发明还提供了一种利用该容积测量系统测量不规则容器的容积的方法，在恒温恒压环境下，采用充压法，利用波义耳定律计算出被测容器的容积，测量精度高。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种不规则容器的容积测量系统，其设置于恒温恒压实验室中，包括依次连通的供压装置、加压罐和待测容器，所述加压罐上连接压力表I，供压装置和加压罐之间设有供压阀门，加压罐和待测容器之间设有加压阀门。
所述恒温恒压实验室内设有温度计和压力表II。
所述待测容器为不规则容器。
所述压力表I为六位数字液晶显示的精密压力表。
一种利用上述容积测量系统测量不规则容器的容积的方法，具体步骤如下：
(1)设定恒温恒压实验室的温度T0和压力P0，并在测量过程中保持恒定，待测容器内的初始压力即为P0；
(2)关闭加压阀门，打开供压阀门，开启供压装置给加压罐供压，达到设定压力P1后关闭供压阀门，其中P1＞P0；
(3)打开加压阀门，加压罐给待测容器供压，压力达到平衡后，从压力表I读取加压罐和待测容器的压力P2；
(4)计算待测容器的容积：根据波义耳定律，建立方程：P1(V1+V2)+P0(V0+V3)＝P2(V0+V1+V2+V3)，根据方程得出V0＝[(P1-P2)(V1+V2)/(P2-P0)]-V3；式中，V0为待测容器容积，V1为加压罐容积，V2为连接加压罐的管路容积，V3为连接待测容器的管路容积。
所述步骤(1)中，利用温度计和压力表II监控实验室内的温度和压力，以保持恒定。
所述步骤(3)中，待测容器为不规则容器。
所述步骤(3)中，所述压力表I为六位数字液晶显示的精密压力表。
所述步骤(4)中，V2为加压罐与供压阀门之间，以及与加压阀门之间的管路容积之和。
所述步骤(4)中，V3为待测容器与加压阀门之间的管路容积。
本发明的有益效果：
本发明利用气体特性测量被测容器的容积，测量后不需要对被测容器进行后期处理，提高了测量效率；在恒温恒压环境中测量，避免了温度对气体状态的影响；不需要比较容器，结构比较简单，并且避免了比较容器调节范围过大造成的误差；将管路的容积也计算在内，测量结果更加精确。
附图说明
图1是本发明的测量系统示意图；
其中，1为供压装置，2为供压阀门，3为加压罐，4为压力表I，5为加压阀门，6为待测容器，7为恒温恒压实验室。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例：
如图1所示，本发明的容积测量系统设置于恒温恒压实验室7中，包括依次连通的供压装置1、加压罐3和不规则待测容器6，加压罐3上连接六位数字液晶显示的精密压力表I4(其量程为0.1～6Mpa，精度等级为0.005％，即十万分之五级，误差范围为±300Pa，如实验压力为3Mpa左右，测量误差仅在万分之一左右)，供压装置1和加压罐3之间设有供压阀门2，加压罐3和待测容器6之间设有加压阀门5。恒温恒压实验室7内设有温度计和压力表II，以监控实验室内的温度和压力，使其保持恒定。其中，供压装置1为用于提供气体压力的装置，例如空压机或气泵。
本发明的容积测量系统的具体操作步骤如下：
(1)设定恒温恒压实验室7的温度T0和压力P0，并在测量过程中利用温度计和压力表II监控实验室内的温度和压力，以保持恒定，待测容器内的初始压力即为P0；
(2)关闭加压阀门5，打开供压阀门2，开启供压装置1给加压罐3供压，达到设定压力P1后关闭供压阀门2，其中P1＞P0；
(3)打开加压阀门5，加压罐3给不规则的待测容器6供压，压力达到平衡后，从六位数字液晶显示的精密压力表I4读取加压罐3和不规则待测容器6的压力P2；
(4)计算不规则待测容器6的容积：根据波义耳定律，建立方程：P1(V1+V2)+P0(V0+V3)＝P2(V0+V1+V2+V3)，根据方程得出V0＝[(P1-P2)(V1+V2)/(P2-P0)]-V3；式中，V0为不规则待测容器6容积，V1为加压罐3容积，V2为连接加压罐3的管路容积(加压罐与供压阀门之间，以及与加压阀门之间的管路容积之和)，V3为连接不规则待测容器6的管路容积(待测容器与加压阀门之间的管路容积)。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种不规则容器的容积测量系统，其特征在于，其设置于恒温恒压实验室中，包括依次连通的供压装置、加压罐和待测容器，所述加压罐上连接压力表I，供压装置和加压罐之间设有供压阀门，加压罐和待测容器之间设有加压阀门。
2.根据权利要求1所述的容积测量系统，其特征在于，所述恒温恒压实验室内设有温度计和压力表II。
3.根据权利要求1所述的容积测量系统，其特征在于，所述待测容器为不规则容器。
4.根据权利要求1所述的容积测量系统，其特征在于，所述压力表I为六位数字液晶显示的精密压力表。
5.一种利用权利要求1～4中任一项权利要求所述的容积测量系统测量不规则容器的容积的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)设定恒温恒压实验室的温度T0和压力P0，并在测量过程中保持恒定，待测容器内的初始压力即为P0；
(2)关闭加压阀门，打开供压阀门，开启供压装置给加压罐供压，达到设定压力P1后关闭供压阀门，其中P1＞P0；
(3)打开加压阀门，加压罐给待测容器供压，压力达到平衡后，从压力表I读取加压罐和待测容器的压力P2；
(4)计算待测容器的容积：根据波义耳定律，建立方程：P1(V1+V2)+P0(V0+V3)＝P2(V0+V1+V2+V3)，根据方程得出V0＝[(P1-P2)(V1+V2)/(P2-P0)]-V3；式中，V0为待测容器容积，V1为加压罐容积，V2为连接加压罐的管路容积，V3为连接待测容器的管路容积。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，利用温度计和压力表II监控实验室内的温度和压力，以保持恒定。
7.根据权利要求5所述的方法，所述步骤(3)中，待测容器为不规则容器。
8.根据权利要求5所述的方法，所述步骤(3)中，所述压力表I为六位数字液晶显示的精密压力表。
9.根据权利要求5所述的方法，所述步骤(4)中，V2为加压罐与供压阀门之间，以及与加压阀门之间的管路容积之和。
10.根据权利要求5所述的方法，所述步骤(4)中，V3为待测容器与加压阀门之间的管路容积。
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