CN209148070U - 一种体积测量机构及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种体积测量机构及装置，属于测量技术领域。它解决了现有人工徒手测量过程繁琐和误差大的问题。本体积测量机构，包括密闭室、抽气泵、处理器和人机交互平台，所述密闭室包括箱体和与箱体密封连接的盖子；所述密闭室内设有压力采集部件；所述抽气泵通过抽气管与所述密闭室连接；所述抽气泵和压力采集部件均与处理器连接，处理器与人机交互平台连接。本体积测量机构具有操作方便、测量精准的优点。

Description

一种体积测量机构及装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量技术领域，尤其是一种体积测量机构及装置。

背景技术

目前测量不规则物体体积，在液体测量容器中通过水的体积差来测定。在这个过程中，两次读数产生误差较大，浮力较大的物体会浮出水面，产生更大误差，耗费时间和精力。而对于一些软质包装的待测物，例如软包电池，特别是产气后的电池，难以获取其准确的体积数据。电芯带电量的不同以及循环次数的多少，电芯体积都不相同。因此，尤其是在电芯开发阶段，准确搜集电芯体积数据，掌控体积的变化对评估电芯性能至为关键。目前测量电芯体积的方法是排水法，如公开的专利号为 201720113224.2，名称为一种软包电池体积测量装置的中国专利，该专利包括支架、量杯及能放入软包电池的液体容器，利用排水法可测量形状发生任意变化的电池的体积。但是该方法是徒手测量，误差较大，而且测量过程繁琐，需要借助电子秤，测试后还需人员擦拭电芯表面水份。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术问题，提出了一种体积测量机构及装置，本体积测量机构及装置能够方便检测待测物体积。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种体积测量机构，包括：密闭室、抽气泵、处理器和人机交互平台；所述密闭室包括箱体和与箱体密封连接的盖子；所述密闭室内设有压力采集部件；所述抽气泵通过抽气管与所述密闭室连接；所述抽气泵和压力采集部件均与处理器连接，处理器与人机交互平台连接。

所述密闭室的形状为长方体或圆柱体。

所述密闭室内的气体为空气或惰性气体。

所述抽气泵设置在密闭室的下方，且抽气泵和密闭室之间还设有电子秤。

一种体积测量装置，其特征在于，包括多个上述体积测量机构。所述体积测量机构两两相邻之间各自相互独立设置，或者相互连接且各自密闭室共用一个侧壁。

与现有技术相比，本体积测量装置具有以下优点：

本实用新型利用抽气法可方便地测量待测物体积，操作方便、测量精准、可批量化测量并能保障数据的一致性与完整性，有效解决人工测量带来的过程繁琐与误差大的问题。另外，本实用新型中密闭室的形状可根据待测物的测量需求灵活调整。而且不仅仅局限于抽气法，也可采用充气法，从而满足易氧化待测量的特殊测量环境要求。

附图说明

图1是本实用新型的体积测量机构的示意图。

图2是本实用新型的体积测量装置的示意图。

图中，1、压力采集部件，2、盖子，3、密闭室，4、电子秤， 5、抽气管，6、抽气泵，7、电源线。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，一种体积测量机构，包括：压力采集部件1、盖子2、电子秤4、抽气管5连接密闭室3和抽气泵6、电源线7、处理器、人机交互平台。所述密闭室3包括箱体和通过胶垫与箱体实现密封连接的盖子2；所述密闭室3开口处设有所述盖子2，此开口处为待测物的进出口；所述密闭室3箱体内设有压力采集部件1，用于读取密闭室3箱体内的气体压强；所述抽气泵6通过抽气管5与所述密闭室3的箱体连接；所述抽气泵6连接有电源线7；所述电源线7与供电电源连接；所述抽气泵和压力采集部件均与处理器连接；所述处理器与人机交互平台连接；所述人机交互平台包括操作台及显示器。

在测量准备阶段，可根据密闭室箱体内部的长宽高尺寸，计算出密闭室箱体内体积V₀。

使用时，接通电源，启动抽气泵6，抽气泵6通过与之连接的抽气管5对密闭室3进行抽气，当抽出V₁体积的气体时，记录此时压力采集部件1所检测到的气体压强为P₁。以上是未放入待测物时所记录的两个数据：密闭室内体积V₀和抽出V₁体积的气体后密闭室内的气体压强P₁。

然后，将需要测量体积的待测物放入密闭室3的箱体内，启动抽气泵6，抽气泵6通过与之连接的抽气管5对密闭室3进行抽气，抽出与上述未放入待测物的相同体积V₁的气体后停止抽气，此时压力采集部件1所检测到的气体压强记为P₂，处理器获取上述密闭室箱体内体积V₀、压强P₁和P₂。

具体的的工作原理为：定义待测物的体积为V₂，根据理想气体状态方程：PV＝nRT；P是指理想气体的压强，V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的热力学温度，R 为理想气体常数；每次抽出固定量气体V₁，当密闭室未加入待测物时，抽出V₁体积气体后密闭室内的气体所产生的压强为P₁，得出如下关系：

V₀P₁＝nRT ①

其中密闭室的体积为V₀

当密闭室加入体积为V₂的待测物后并抽出固定量气体V₁时，得到密闭室内的气体压强为p₂；同样根据理想气体状态方程得出：

(V₀-V₂)p₂＝nRT ②

根据公式①、②，得出如下关系

V₀P₁＝(V₀-V₂)p₂

简化求解V₂＝V₀(1-P₁/p₂)

其中V₀和P₁作为基础数据给出，因此仅需测得p₂即可得出电芯体积V₂。

上述测量机构可以用于软包电池的体积测量，特别是产气后的软包电池，形状不规则，测量效果好且准确度高。当然也可以对除软包电池外的其他物体进行体积测量，不仅限于软包电池。

需要说明的是，凡是设置了密闭室、抽气泵、处理器和人机交互平台，并且密闭室内设有压力采集部件的技术方案，均在本实用新型的保护范围之内。下面技术方案的改进，都是为了进一步的优化技术效果。

作为实施例的进一步优化，所述密闭室的形状为长方体、圆柱体或除上述形状外的其他可容纳待测物体积的任意形状。即密闭室的形状可根据待测物的测量需求灵活调整。

优选地，所述密闭室内的气体为空气或惰性气体。本实用新型不仅仅局限于抽气法，也可采用充气法；密闭室内可充入惰性气体以满足易氧化待测量的特殊测量环境要求。

优选地，所述抽气泵设置在密闭室的下方，且抽气泵和密闭室之间还设有电子秤，电子秤的设置可以方便测量待测物的质量。

实施例二

如图2所示，一种体积测量装置，包括多个实施例一中的体积测量机构，体积测量机构两两相邻之间相互连接且相邻两密闭室共用一个侧壁。使用时，操作人员在每个密闭室内分别放入待测物，然后一键启动所有抽气泵，处理器计算得出的待测物体积值通过人机交互平台显示出来，从而实现批量化测量，操作方便、测量精准、且能保障数据的一致性与完整性，有效解决人工测量带来的过程繁琐与误差大的问题。当然体积测量机构两两相邻之间也可以相互独立分开设置，其所有体积测量机构上的抽气泵可以如上述一键统一控制，也可以分别单独独立控制。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了密闭室、抽气泵、处理器、人机交互平台、压力采集部件等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种体积测量机构，其特征在于，包括：密闭室、抽气泵、处理器和人机交互平台；所述密闭室包括箱体和与箱体密封连接的盖子；所述密闭室内设有压力采集部件；所述抽气泵通过抽气管与所述密闭室连接；所述抽气泵和压力采集部件均与处理器连接，处理器与人机交互平台连接。

2.根据权利要求1所述的体积测量机构，其特征在于，所述密闭室的形状为长方体或圆柱体。

3.根据权利要求2所述的体积测量机构，其特征在于，所述密闭室内的气体为空气或惰性气体。

4.根据权利要求2或3所述的体积测量机构，其特征在于，所述抽气泵设置在密闭室的下方，且抽气泵和密闭室之间还设有电子秤。

5.一种体积测量装置，其特征在于，包括多个上述权利要求1～4中任一所述的体积测量机构。

6.根据权利要求5所述的体积测量装置，其特征在于，所述体积测量机构两两相邻之间各自相互独立设置，或者相互连接且各自密闭室共用一个侧壁。