CN205719853U - 一种测定气体标准比容的教学实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种测定气体标准比容的教学实验装置，其包括：质量测量模块，包括通过第一管道连接的被测气体钢瓶1和质量流量计2；指示模块，包括带刻度观察玻璃8的钢瓶柱6，压力表3，及通过水银通道13与所述钢瓶柱6底部连接的中空压力容器7，在所述中空压力容器内底部中心位置固设有一无顶盖水银槽14，所述水银通道13伸入所述水银槽底部，所述水银槽14内充有水银；液压模块，包括通过第四管道与所述中空压力容器7连接的手动液压装置9和通过第五管道与所述第四管道连接的油罐10；其中，所述钢瓶柱6置于一高低温槽5内。本实用新型提供的测定气体标准比容的教学实验装置安全性高、温度可精准控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种教学实验装置，特别涉及一种测定气体标准比容的教学实验装置。
背景技术
气体比容测试仪是用来测试不同参数下气体密度或比容的仪器，传统的教学类比容测试仪仅能测试二氧化碳气体，并且被测气体被密封在有机玻璃管内，在压力较大的工况容易导致玻璃管爆炸而危及学生安全；气体的温度用水浴控制，时间慢且温度不稳定，导致实验结果出现较大偏差。
综上所述，一种安全性高、温度可精准控制的测定气体标准比容的教学实验装置亟待开发。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种安全性高、温度可精准控制的测定气体标准比容的教学实验装置。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种测定气体标准比容的教学实验装置，其包括：
质量测量模块，包括通过第一管道连接的被测气体钢瓶1和质量流量计2；
指示模块，包括带刻度观察玻璃8的钢瓶柱6，通过第三管道与所述钢瓶柱6的顶部连接的压力表3，及通过水银通道13与所述钢瓶柱6底部连接的中空压力容器7，所述质量流量计2通过第二管道与所述第三管道连接，在所述中空压力容器内底部中心位置固设有一无顶盖水银槽14，所述水银通道13伸入所述水银槽底部，所述水银槽14内充有水银；
液压模块，包括通过第四管道与所述中空压力容器7连接的手动液压装置9和通过第五管道与所述第四管道连接的油罐10；
其中，所述钢瓶柱6置于一高低温槽5内。
优选地，所述被测气体钢瓶1上设有流量阀门。
优选地，所述第二管道上设有第一阀门4。
优选地，在所述中空压力容器7和所述第五管道之间的所述第四管道上设有第二阀门11。
优选地，所述第五管道上设有第三阀门12。
优选地，所述水银通道13从上往下依次包括直管段15，与所述直管下端连接并向下呈锥形延伸的收缩段16，与所述收缩段下端连接并垂直向下延伸的缓冲段17及与所述缓冲段下端相连并垂直向下延伸的进液段18，所述进液段18的直径小于所述缓冲段17的直径，所述进液段18的下端离所述水银槽14底部的距离为0.2～0.5cm。
优选地，在所述第三管道和在所述第一阀门4之间的所述第二管道上设有一排气管，所述排气管上设有第四阀门19。
优选地，所述油罐10内充满液态油。
优选地，所述水银的体积为所述水银槽14容积的1/2～3/4，在所述中空压力容器7中除水银部分的其他空间充满所述液态油。
优选地，所述水银的体积大于所述钢瓶柱6的容积。
所述测定气体标准比容的教学实验装置的工作原理：
1)排气阶段：关闭流量阀门、第一阀门4、第四阀门19及第二阀门11，开启第三阀门12，手动操作手动液压装置9，将油罐10中的液态油吸入手动液压装置9，关闭第三阀门12，开启第二阀门11和第四阀门19，手动液压装置9将液态油压入中空压力容器，位于水银槽内的水银被液态油挤压通过水银通道进入钢瓶柱6，从而挤压残留在钢瓶柱6的杂质气体从排气管排出，当水银被挤压至钢瓶柱6顶部的时候，排气结束。
2)测量阶段：关闭第四阀门19，打开被测气体钢瓶1的流量阀门和第一阀门4，手动液压装置9缓缓减压，被测气体向钢瓶柱6中充注，水银下降，当水银下降至所述钢瓶柱6底部，关闭流量阀门和第一阀门4。手动液压装置9将液态油压入中空压力容器，位于水银槽内的水银被液态油挤压，通过水银通道进入钢瓶柱6从而挤压被测气体，被测气体的压力通过压力表3测出，被测气体的温度通过高低温槽5的温度显示单元读出，被测气体的体积可从带刻度观察玻璃8上的刻度读出的气柱高度与钢瓶柱6的截面积算出，进而算出被测气体的在任意（P,T）状态下的标准比容。
如上所述，本实用新型的一种测定气体标准比容的教学实验装置具有以下有益效果：1)该测定气体标准比容的教学实验装置采用被测气体钢瓶，气体容量可自由控制且被测气体钢瓶可填充任意气体，打破一个装置只能测一种气体的局限；2）该测定气体标准比容的教学实验装置设置质量流量计，便于测量流过质量流量计的气体质量；3）将被测气体钢瓶置于高低温槽内，与传统水浴相比，便于精确控制温度且温度稳定性好；4）该测定气体标准比容的教学实验装置采用带刻度观察玻璃的钢瓶柱代替传统的有机玻璃管，避免有机玻璃管在过大压力的工况下爆炸的危险，便于观察的同时也提高了安全性。
附图说明
图1为本实用新型所述测定气体标准比容的教学实验装置的结构示意图；
图2为本实用新型中所述水银通道的结构示意图；
标号说明：
1-被测气体钢瓶；2-质量流量计；3-压力表； 4-第一阀门；5-高低温槽；6-钢瓶柱；7-中空压力容器；8-带刻度观察玻璃；9-手动液压装置；10-油罐；11-第二阀门；12-第三阀门；13-水银通道；14-水银槽；15-直管段；16-收缩段；17-缓冲段；18-进液段；19-第四阀门。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1及图2所示，本实用新型提供一种测定气体标准比容的教学实验装置，其包括，质量测量模块，包括通过第一管道连接的被测气体钢瓶1和质量流量计2；
指示模块，包括带刻度观察玻璃8的钢瓶柱6，通过第三管道与所述钢瓶柱6的顶部连接的压力表3，及通过水银通道13与所述钢瓶柱6底部连接的中空压力容器7，所述质量流量计2通过第二管道与所述第三管道连接，在所述中空压力容器内底部中心位置固设有一无顶盖水银槽14，所述水银通道13伸入所述水银槽底部，所述水银槽14内充有水银；
液压模块，包括通过第四管道与所述中空压力容器7连接的手动液压装置9和通过第五管道与所述第四管道连接的油罐10；
其中，所述钢瓶柱6置于一高低温槽5内。
所述被测气体钢瓶1上设有流量阀门。
所述第二管道上设有第一阀门4。
在所述中空压力容器7和所述第五管道之间的所述第四管道上设有第二阀门11。
所述第五管道上设有第三阀门12。
所述水银通道13从上往下依次包括直管段15，与所述直管下端连接并向下呈锥形延伸的收缩段16，与所述收缩段下端连接并垂直向下延伸的缓冲段17及与所述缓冲段下端相连并垂直向下延伸的进液段18，所述进液段18的直径小于所述缓冲段17的直径。所述进液段18的下端离所述水银槽14底部的距离为0.2～0.5cm。
在所述第三管道和在所述第一阀门4之间的所述第二管道上设有一排气管，所述排气管上设有第四阀门19。
所述油罐10内充满液态油。
所述水银的体积为所述水银槽14容积的1/2～3/4，在所述中空压力容器7中除水银部分的其他空间充满所述液态油。
所述水银的体积大于所述钢瓶柱6的容积。
所述测定气体标准比容的教学实验装置的工作原理：
1)排气阶段：关闭流量阀门、第一阀门4、第四阀门19及第二阀门11，开启第三阀门12，手动操作手动液压装置9，将油罐10中的液态油吸入手动液压装置9，关闭第三阀门12，开启第二阀门11和第四阀门19，手动液压装置9将液态油压入中空压力容器，位于水银槽内的水银被液态油挤压通过水银通道进入钢瓶柱6，从而挤压残留在钢瓶柱6的杂质气体从排气管排出，当水银被挤压至钢瓶柱6顶部的时候，排气结束。
2)测量阶段：关闭第四阀门19，打开被测气体钢瓶1的流量阀门和第一阀门4，手动液压装置9缓缓减压，被测气体向钢瓶柱6中充注，水银下降，当水银下降至所述钢瓶柱6底部，关闭流量阀门和第一阀门4。手动液压装置9将液态油压入中空压力容器，位于水银槽内的水银被液态油挤压，通过水银通道进入钢瓶柱6从而挤压被测气体，被测气体的压力通过压力表3测出，被测气体的温度通过高低温槽5的温度显示单元读出，被测气体的体积可从带刻度观察玻璃8上的刻度读出的气柱高度与钢瓶柱6的截面积算出，进而算出被测气体的在任意（P,T）状态下的标准比容。
以上仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
气体比容测试仪是用来测试不同参数下气体密度或比容的仪器，传统的教学类比容测试仪仅能测试二氧化碳气体，并且被测气体被密封在有机玻璃管内，在压力较大的工况容易导致玻璃管爆炸而危及学生安全；气体的温度用水浴控制，时间慢且温度不稳定，导致实验结果出现较大偏差。
新增质量流量计2，质量流量计2与盛有被测气体的钢瓶1连接，可向实验刚柱6中充注被测气体，打破一个装置只能测一种气体的局限；增添实验刚柱6，避免压力过大时导致设备爆炸。钢柱6上开有细长的带刻度的玻璃窗8，可观察被测气体的状态和水银柱的高度。新增高低温槽5，保证了被测气体温度的稳定性。
将被测气体的钢瓶1与质量流量计2的接口相连，向实验钢柱8中充注被测气体，充注的气体的质量可由质量流量计2读出。充注完成后关闭钢瓶1，关闭阀门4。开启阀门12，手动操作手动液压装置9，将油罐10中的机油吸入9，关闭阀门12，开启阀门11，将9中的油压入水银钢瓶7，令水银挤压被测气体，被测气体的压力通过压力表3测出，被测气体的温度通过高低温槽读出，被测气体体积可由玻璃柱8上的刻度读出的气柱高度与钢瓶的截面积算出，进而算出被测气体的在任意（P,T）状态下的标准比容。
Claims (10)
1.一种测定气体标准比容的教学实验装置，其特征在于，其包括：
质量测量模块，包括通过第一管道连接的被测气体钢瓶（1）和质量流量计（2）；
指示模块，包括带刻度观察玻璃（8）的钢瓶柱（6），通过第三管道与所述钢瓶柱（6）的顶部连接的压力表（3），及通过水银通道（13）与所述钢瓶柱（6）底部连接的中空压力容器（7），所述质量流量计（2）通过第二管道与所述第三管道连接，在所述中空压力容器内底部中心位置固设有一无顶盖水银槽（14），所述水银通道（13）伸入所述水银槽底部，所述水银槽（14）内充有水银；
液压模块，包括通过第四管道与所述中空压力容器（7）连接的手动液压装置（9）和通过第五管道与所述第四管道连接的油罐（10）；
其中，所述钢瓶柱（6）置于一高低温槽（5）内。
2.根据权利要求1所述的测定气体标准比容的教学实验装置，其特征在于：所述被测气体钢瓶（1）上设有流量阀门。
3.根据权利要求1所述的测定气体标准比容的教学实验装置，其特征在于：所述第二管道上设有第一阀门（4）。
4.根据权利要求1所述的测定气体标准比容的教学实验装置，其特征在于：在所述中空压力容器（7）和所述第五管道之间的所述第四管道上设有第二阀门（11）。
5.根据权利要求1所述的测定气体标准比容的教学实验装置，其特征在于：所述第五管道上设有第三阀门（12）。
6.根据权利要求1所述的测定气体标准比容的教学实验装置，其特征在于：所述水银通道（13）从上往下依次包括直管段（15），与所述直管下端连接并向下呈锥形延伸的收缩段（16），与所述收缩段下端连接并垂直向下延伸的缓冲段（17）及与所述缓冲段下端相连并垂直向下延伸的进液段（18），所述进液段（18）的直径小于所述缓冲段（17）的直径，所述进液段（18）的下端离所述水银槽（14）底部的距离为0.2～0.5cm。
7.根据权利要求3所述的测定气体标准比容的教学实验装置，其特征在于： 在所述第三管道和在所述第一阀门（4）之间的所述第二管道上设有一排气管，所述排气管上设有第四阀门（19）。
8.根据权利要求1所述的测定气体标准比容的教学实验装置，其特征在于：所述油罐（10）内充满液态油。
9.根据权利要求8所述的测定气体标准比容的教学实验装置，其特征在于：所述水银的体积为所述水银槽（14）容积的1/2～3/4，在所述中空压力容器（7）中除水银部分的其他空间充满所述液态油。
10.根据权利要求1或9所述的测定气体标准比容的教学实验装置，其特征在于：所述水银的体积大于所述钢瓶柱（6）的容积。
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