CN107271324A - 一种微量挥发性液体密度测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微量挥发性液体密度测量装置及方法，装置包括气相进样瓶、干燥器、分析天平、微量进样装置和主控装置；所述气相进样瓶用于盛放被测量挥发性液体；所述干燥器用以对气相进样瓶进行干燥处理；所述分析天平用以称量盛放被测量挥发性液体前后的气相进样瓶质量；所述微量进样装置用以向气相进样瓶注入被测量挥发性液体；所述主控装置用以计算被测量挥发性液体的密度。本发明能够对微量挥发性液体密度进行准确测量。
Description
技术领域
本发明涉及液体密度测量技术领域，尤其涉及一种微量挥发性液体密度测量装置及方法。
背景技术
测量液体密度方法有常规法、密度瓶法、密度计法、浮力法和浮体法等，这些方法适用于大量不挥发性的液体密度的测量。但是，在液体量较少或液体具有挥发性时，却不能用这些方法进行测量液体密度。
在实验室中，有时需要测量微量挥发性液体在实验室气温及气压条件下的密度，用于实验计算。由于微量挥发性液体体积小，达到微升级别，而且具有挥发性，所以，不能使用常规方法进行测量。
因此，需要研究一种对微量挥发性液体密度进行有效测量的方法。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明提供了一种微量挥发性液体密度测量装置及方法，其能够对微量挥发性液体密度进行准确测量。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是：
一方面，提供了一种微量挥发性液体密度测量装置，它包括气相进样瓶、干燥器、分析天平、微量进样装置和主控装置；
所述气相进样瓶用于盛放被测量挥发性液体，它包括进样瓶瓶体、隔垫和瓶盖，所述瓶盖固定在进样瓶瓶体的瓶口处，所述隔垫设置在瓶盖内；
所述干燥器用以对气相进样瓶进行干燥处理；
所述分析天平用以称量盛放被测量挥发性液体前后的气相进样瓶质量；
所述微量进样装置用以向气相进样瓶注入被测量挥发性液体；
所述主控装置用以计算被测量挥发性液体的密度。
优选地，所述干燥器内设置有变色硅胶干燥剂。
优选地，所述分析天平包括数字分析天平，所述数字分析天平的数据端与主控装置相连。
优选地，该测量装置还包括恒温恒压箱，用以提供恒定的气温和气压环境。
优选地，所述微量进样装置包括微量进样器。
优选地，所述微量进样装置包括被测量挥发性液体容器和液相进样阀，所述被测量挥发性液体容器通过毛细管与气相进样瓶连通，所述液相进样阀设置在毛细管管路中。
优选地，所述液相进样阀包括液相自动进样阀，所述液相自动进样阀的控制端与主控装置连接。
另一方面，提供了一种微量挥发性液体密度测量方法，它包括以下步骤：
步骤1，将气相进样瓶的进样瓶瓶体、隔垫和瓶盖放置在干燥器中进行干燥至恒重，并将放入隔垫后瓶盖拧紧于进样瓶瓶体上；
步骤2，采用分析天平称量气相进样瓶的初始质量m0；
步骤3，使用微量进样装置将体积为V的被测量挥发性液体，并注入到气相进样瓶中；
步骤4，采用分析天平称量注入被测量挥发性液体后气相进样瓶质量m1；
步骤5，采用下式计算被测量挥发性液体的密度ρ：
式中，a为校正系数；
步骤5，重复步骤1-步骤5若干次获得多个密度值，计算密度值的平均值及标准差，去除偏差超过1倍标准差的密度值，然后对剩余密度值再次计算其平均值，再次计算的平均值作为被测量挥发性液体密度的最终测量数值。
优选地，将气相进样瓶干燥至恒重的过程为在对气相进样瓶进行干燥过程中间隔一定时间进行称量依次，直至前后相邻两次称量的气相进样瓶重量相差不大于±0.00002g为止。
优选地，所述分析天平的称量级别至少为十万分之一级别。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明采用气相进样瓶盛放被测量挥发性液体，防止在测量过程中由于液体的挥发而导致测量结果不准确现象的发生；采用干燥器用以对气相进样瓶进行干燥处理，避免了被测量挥发性液体被气相进样瓶所带水分进行稀释的现象发生，保证了被测量挥发性液体的纯度；采用微量进样装置向气相进样瓶注入被测量挥发性液体，提高了挥发性液体的体积测量精度；采用分析天平称量盛放被测量挥发性液体前后的气相进样瓶质量，采用高级别的称量标准，提高了被测量挥发性液体的质量称量精度；对被测量挥发性液体进行多次测量，并计算密度值的平均值及标准差，提高了密度的计算精度。本发明能够准确的测量实验室气温和气压条件下微量挥发性液体的密度，为实验室分析提供了精确数据。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量装置进行密度测量时的其中一种结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量装置进行气相进样瓶干燥时的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量装置进行密度测量时的另一种结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量方法的流程图；
图中，1气相进样瓶、11进样瓶瓶体、12隔垫、13瓶盖、2干燥器、3分析天平、4微量进样器、5主控装置、6恒温恒压箱、7被测量挥发性液体容器、8液相进样阀。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。
实施例1
图1为本发明实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量装置进行密度测量时的其中一种结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量装置进行气相进样瓶干燥时的结构示意图。
如图1和图2所示，本实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量装置，它包括气相进样瓶1、干燥器2、分析天平3、微量进样器4和主控装置5；所述气相进样瓶1用于盛放被测量挥发性液体，它包括进样瓶瓶体11、隔垫12和瓶盖13，所述瓶盖13固定在进样瓶瓶体11的瓶口处，所述隔垫12设置在瓶盖13内；所述干燥器2用以对气相进样瓶进行干燥处理；所述分析天平3采用十万分之一及以上级别的分析天平，用以称量盛放被测量挥发性液体前后的气相进样瓶质量；所述微量进样器4用以向气相进样瓶注入被测量挥发性液体；所述主控装置5用以计算被测量挥发性液体的密度。
隔垫12可采用PTFE隔垫，与被测量挥发性液体具有化学兼容性，防止被测量挥发性液体发生化学反应而变质。
干燥器2在对气相进样瓶进行干燥处理过程中间隔一定时间进行称量依次，直至前后相邻两次称量的气相进样瓶重量相差不大于±0.00002g为止，避免了被测量挥发性液体被气相进样瓶所带水分进行稀释的现象发生，保证了被测量挥发性液体的纯度。
为了测量的准确性，该测量装置还包括恒温恒压箱6，在恒温恒压箱6内进行被测量挥发性液体的密度测量，保证了在恒定的气温和气压环境进行测量，减小了测量误差，提供了准确度。
为了便于控制，实施例1所述的干燥器内设置有变色硅胶干燥剂，可以变色硅胶的颜色变化进行及时更换干燥剂，以达到更好的干燥效果。实施例1所述的分析天平采用数字分析天平，所述数字分析天平的数据端与主控装置相连，数字分析天平将测量的盛放被测量挥发性液体前后的气相进样瓶质量发送给主控装置进行被测量挥发性液体的密度计算，本发明采用自动化技术，避免了人工操作带来的误差，提供了测量精度。
实施例1采用气相进样瓶盛放被测量挥发性液体，防止在测量过程中由于液体的挥发而导致测量结果不准确现象的发生；采用干燥器用以对气相进样瓶进行干燥处理，避免了被测量挥发性液体被气相进样瓶所带水分进行稀释的现象发生，保证了被测量挥发性液体的纯度；采用微量进样装置向气相进样瓶注入被测量挥发性液体，提高了挥发性液体的体积测量精度；采用分析天平称量盛放被测量挥发性液体前后的气相进样瓶质量，采用高级别的称量标准，提高了被测量挥发性液体的质量称量精度。
实施例2
图2为本发明实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量装置进行气相进样瓶干燥时的结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量装置进行密度测量时的另一种结构示意图。
如图2和图3所示，本实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量装置，它包括气相进样瓶1、干燥器2、分析天平3、微量进样装置和主控装置5；所述气相进样瓶1用于盛放被测量挥发性液体，它包括进样瓶瓶体11、隔垫12和瓶盖13，所述瓶盖13固定在进样瓶瓶体11的瓶口处，所述隔垫12设置在瓶盖13内；所述干燥器2用以对气相进样瓶进行干燥处理；所述分析天平3采用十万分之一及以上级别的分析天平，用以称量盛放被测量挥发性液体前后的气相进样瓶质量；所述微量进样装置用以向气相进样瓶注入被测量挥发性液体；所述微量进样装置包括被测量挥发性液体容器7和液相进样阀8，所述被测量挥发性液体容器7通过毛细管与气相进样瓶1连通，所述液相进样阀8设置在毛细管管路中；所述主控装置5用以计算被测量挥发性液体的密度。
为了测量的准确性，该测量装置还包括恒温恒压箱6，在恒温恒压箱6内进行被测量挥发性液体的密度测量，保证了在恒定的气温和气压环境进行测量，减小了测量误差，提供了准确度。
为了便于控制，实施例1所述的干燥器内设置有变色硅胶干燥剂，可以变色硅胶的颜色变化进行及时更换干燥剂，以达到更好的干燥效果。实施例1所述的分析天平采用数字分析天平，所述数字分析天平的数据端与主控装置相连；所述液相进样阀8采用液相自动进样阀，所述液相自动进样阀的控制端与主控装置5连接，数字分析天平将测量的盛放被测量挥发性液体前后的气相进样瓶质量发送给主控装置进行被测量挥发性液体的密度计算；主控装置控制液相自动进样阀向气相进样瓶注入被测量挥发性液体，本发明采用自动化技术，避免了人工操作带来的误差，提供了测量精度。
实施例2采用气相进样瓶盛放被测量挥发性液体，防止在测量过程中由于液体的挥发而导致测量结果不准确现象的发生；采用干燥器用以对气相进样瓶进行干燥处理，避免了被测量挥发性液体被气相进样瓶所带水分进行稀释的现象发生，保证了被测量挥发性液体的纯度；采用微量进样装置向气相进样瓶注入被测量挥发性液体，提高了挥发性液体的体积测量精度；采用分析天平称量盛放被测量挥发性液体前后的气相进样瓶质量，采用高级别的称量标准，提高了被测量挥发性液体的质量称量精度。
实施例3
图4为本发明实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量方法的流程图。
如图4所示，本实施例提供的一种微量挥发性液体密度测量方法，它包括以下步骤：
步骤1，将气相进样瓶的进样瓶瓶体、隔垫和瓶盖放置在干燥器中进行干燥至恒重，并将放入隔垫后瓶盖拧紧于进样瓶瓶体上；
步骤2，采用称量级别至少为十万分之一级别以上的分析天平称量气相进样瓶的初始质量m0；
步骤3，使用微量进样装置将体积为V的被测量挥发性液体，并注入到气相进样瓶中；
步骤4，采用步骤2中使用的分析天平称量注入被测量挥发性液体后气相进样瓶质量m1；
步骤5，采用下式计算被测量挥发性液体的密度ρ：
式中，a为校正系数；
步骤5，重复步骤1-步骤5若干次获得多个密度值，计算密度值的平均值及标准差，去除偏差超过1倍标准差的密度值，然后对剩余密度值再次计算其平均值，再次计算的平均值为被测量挥发性液体的密度。
上述方法中，可重复步骤1-步骤5十次，校正系数a为1.05。假设获取10个密度值分别为1.4105g/mL、1.4214g/mL、1.4175g/mL、1.4068g/mL、1.3424g/mL、1.4037g/mL、1.4018g/mL、1.4156g/mL、1.4148g/mL和1.4326g/mL，则其平均值为1.40671g/mL，去除偏差较大值1.3424g/mL和1.4326g/mL，再次求其平均值为1.41151g/mL，则被测量挥发性液体的密度在实验室温度和气压下的密度值为1.41151g/mL。
上述方法中，将气相进样瓶干燥至恒重的过程为在对气相进样瓶进行干燥过程中间隔一定时间进行称量依次，直至前后相邻两次称量的气相进样瓶重量相差不大于±0.00002g为止。
实施例3采用气相进样瓶盛放被测量挥发性液体，防止在测量过程中由于液体的挥发而导致测量结果不准确现象的发生；采用干燥器用以对气相进样瓶进行干燥处理，避免了被测量挥发性液体被气相进样瓶所带水分进行稀释的现象发生，保证了被测量挥发性液体的纯度；采用微量进样装置向气相进样瓶注入被测量挥发性液体，提高了挥发性液体的体积测量精度；采用分析天平称量盛放被测量挥发性液体前后的气相进样瓶质量，采用高级别的称量标准，提高了被测量挥发性液体的质量称量精度；对被测量挥发性液体进行多次测量，并计算密度值的平均值及标准差，提高了密度的计算精度。本发明能够准确的测量实验室气温和气压条件下微量挥发性液体的密度，为实验室分析提供了精确数据。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种微量挥发性液体密度测量装置，其特征是，包括气相进样瓶、干燥器、分析天平、微量进样装置和主控装置；
所述气相进样瓶用于盛放被测量挥发性液体，它包括进样瓶瓶体、隔垫和瓶盖，所述瓶盖固定在进样瓶瓶体的瓶口处，所述隔垫设置在瓶盖内；
所述干燥器用以对气相进样瓶进行干燥处理；
所述分析天平用以称量盛放被测量挥发性液体前后的气相进样瓶质量；
所述微量进样装置用以向气相进样瓶注入被测量挥发性液体；
所述主控装置用以计算被测量挥发性液体的密度。
2.如权利要求1所述的一种微量挥发性液体密度测量装置，其特征是，所述干燥器内设置有变色硅胶干燥剂。
3.如权利要求1所述的一种微量挥发性液体密度测量装置，其特征是，所述分析天平包括数字分析天平，所述数字分析天平的数据端与主控装置相连。
4.如权利要求1所述的一种微量挥发性液体密度测量装置，其特征是，还包括恒温恒压箱，用以提供恒定的气温和气压环境。
5.如权利要求1至4任意一项所述的一种微量挥发性液体密度测量装置，其特征是，所述微量进样装置包括微量进样器。
6.如权利要求1至4任意一项所述的一种微量挥发性液体密度测量装置，其特征是，所述微量进样装置包括被测量挥发性液体容器和液相进样阀，所述被测量挥发性液体容器通过毛细管与气相进样瓶连通，所述液相进样阀设置在毛细管管路中。
7.如权利要求6所述的一种微量挥发性液体密度测量装置，其特征是，所述液相进样阀包括液相自动进样阀，所述液相自动进样阀的控制端与主控装置连接。
8.一种微量挥发性液体密度测量方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1，将气相进样瓶的进样瓶瓶体、隔垫和瓶盖放置在干燥器中进行干燥至恒重，并将放入隔垫后瓶盖拧紧于进样瓶瓶体上；
步骤2，采用分析天平称量气相进样瓶的初始质量m0；
步骤3，使用微量进样装置将体积为V的被测量挥发性液体，并注入到气相进样瓶中；
步骤4，采用分析天平称量注入被测量挥发性液体后气相进样瓶质量m1；
步骤5，采用下式计算被测量挥发性液体的密度ρ：
<mrow>
<mi>&rho;</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>m</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>m</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mi>V</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
式中，a为校正系数；
步骤6，重复步骤1-步骤5若干次获得多个密度值，计算密度值的平均值及标准差，去除偏差超过1倍标准差的密度值，然后对剩余密度值再次计算其平均值。
9.如权利要求8所述的一种微量挥发性液体密度测量方法，其特征是，将气相进样瓶干燥至恒重的过程为在对气相进样瓶进行干燥过程中间隔一定时间进行称量依次，直至前后相邻两次称量的气相进样瓶重量相差不大于±0.00002g为止。
10.如权利要求8所述的一种微量挥发性液体密度测量方法，其特征是，所述分析天平的称量级别至少为十万分之一级别。
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