JPS6113930Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は気体置換法により物体の体積を測定
する装置にあつて、一定圧力での体積変化を読み
とることにより物体の体積を測定する体積測定装
置の改良に関する。

上述の装置の原型はKengが示したもの（第１
図第２図ａ、第２図ｂ参照）であるが、この
Kengの体積測定装置にあつては、試料室１内と
容積可変室２内を共に真空排気弁１１をへて真空
排気し、次に両室１，２内にヘリウムガスを導入
弁１０から導入し、大気開放弁９で大気に通じて
１気圧充満させたのち、両室１，２内の圧力が設
定圧になるように圧力計３を読みながらピストン
４を押し込む動作を試料室１が空の場合と試料５
が入つた状態で行なう。そして１気圧をP₁、設定
圧をP₂、試料室１が空の場合のピストン４の押込
量をｖ_e、試料室１に試料５が入つた状態でのピ
ストン４の押込量をｖ_f，ｖ_eとｖ_fとの差をｖ_nと
すると試料の真体積ｖ_sは ｖ_s＝Ｐ_２／Ｐ_２−Ｐ_１ｖ_n なる式より求められる。なお上式のP₂／（P₂−
P₁）は既知試料で求めておくものである。

しかし、上述のKengの体積測定装置にあつて
はその感度ｖ_n／ｖ_sはP₁と設定圧P₂の差によつて
決まるものであり、感度ｖ_n／ｖ_sを向上させるた
めには設定圧P₂を大きくしその差を大きくしてや
らなければならない。このことはピストン４の押
込量を大きくしなければならず容積可変室２の可
変範囲を大きくしてやらなければならないので装
置が大型化するという欠点がある。しかも圧力差
を大きくするということは体積変化を大きくする
ことであり、このことによる温度変化の影響を考
慮しなければならないという欠点があつた。

そこでこの考案の体積測定装置は上述した欠点
を解決することのできる気体置換式体積測定装置
の提供を目的とする。

以下この考案の気体置換式体積測定装置を第３
図、第４図に示す一実施例にもとずいて詳述す
る。１０１は箱体１０２とこの箱体１０２と密に
螺合自在な蓋体１０３とからなる容積一定の試料
室を示し内部に試料１０４を収納自在に構成され
ている。

１０５は容積可変室を示し、容積を変化させる
ためのピストン１０６とピストン１０６をゼロ位
置Ｘに停止させるように調整するとともに容積変
化を微調整するための小ピストン１０７が設置さ
れている。

そして上述の試料室１０１と容積可変室１０５
は連結弁１０８により連通自在に連結されてい
る。

この連結弁１０８より試料室１０１側は大気開
放弁１０９を介して大気に開放自在であるととも
に、導入弁１１０を介してヘリウムガスなどの吸
着性の少ない任意の気体を気体導入自在に形成さ
れており、容積可変室１０５側は真空排気弁１１
１を介して内部気体を真空に排気自在に形成され
るとともに内部圧力測定用の圧力計１１２が設置
されている。

なおこの圧力計１１２に設定圧調整機能をもた
せこれによつてピストン１０６をゼロ位置Ｘに停
止させるように調整するとともに容積可変を微調
整するようにしてもよい。この場合小ピストン１
０７は不要になる。

上述のように構成された体積測定装置を用いて
試料１０４の体積の測定を行なう場合、試料室１
０１内に試料１０４を収納し、連結弁１０８と真
空排気弁１１１とを開放、大気開放弁１０９と気
体導入弁１１０を閉鎖にして、試料室１０１側と
容積可変室１０５側内気体を真空排気する。次に
連結弁１０８と真空排気弁１１１を閉鎖、気体導
入弁１１０を開放して試料室１０１側にだけ、ヘ
リウムガスを充満したのち、気体導入弁１１０を
閉鎖、大気開放弁１０９を開放して試料室１０１
側圧力を大気圧P₁になるようにする。そして大気
開放弁１０９を閉鎖、連結弁１０８を開放して試
料室１０１側と容積可変室１０５側を連通させ
る。このとき試料室１０１側内のヘリウムガスは
容積可変室１０５側内に自由膨張していき圧力は
低下する。次にゼロ位置Ｘにあるピストン１０６
を設定圧P₂になるまで押し込み容積可変室１０５
の容積を減少させその減少量すなわちピストン押
し込み量ｖ_nを測定する。

なお、試料室１０１内に試料１０４を収納しな
い状態で、ピストン１０６がゼロ位置Ｘに停止す
るときに内圧が設定圧P₂となるように、小ピスト
ン１０７により調整を行なつておく。

以上の操作で試料室１０１側の容積をV₁、ピ
ストン１０６がゼロ位置にあるときの容積可変室
１０５側の容積をV₂、試料１０４の真体積をｖ_s
とすれば、試料の真体積ｖ_sは ｖ_s＝Ｖ_１／Ｖ_２ｖ_n なる式より求まる。なおV₁／V₂はあらかじめ既
知試料により求めておくものである。

以上一実施例で述べたように、この考案の体積
測定装置にあつては、前述したKengの装置では
P₂＞P₁であるのでつねに感度ｖ_n／ｖ_sは１より小
さくなるのに対し、V₁＜V₂としてやれば感度ｖ
_n／ｖ_sは１より大きくなり、ピストンの押し込み
量ｖ_nは試料の真体積ｖ_sに対し拡大され、測定精
度を容易に向上させることができる。

しかもKengの装置は空の状態での基準点はピ
ストンの押込み量が最大となる位置にしなければ
ならず、容積可変室の可変範囲を大きくしなけれ
ばならないのに対し、この考案の体積測定装置に
あつては、上述したことよりもわかるようにその
可変範囲は小さくてもよく、装置を小型化するこ
とができるとともに、ピストンの気密性を考慮す
れば、構造上非常に有利で低コストで製作でき
る。

さらにKengの装置では圧縮熱による影響が大
きく、この影響をなくすために放熱などの手段を
考慮しなければならないのに対し、この考案の気
体置換式体積測定装置にあつては、初段の膨張は
自由膨張であり熱の出入りはなく、後段の圧縮に
しても比較的小さくてよく、熱による影響に対し
ても少なくてすむので、その測定精度は高いもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面において第１図は従来の体積測定装置の概
略構成図、第２図ａ，ｂはその動作原理説明図で
あり、第３図はこの考案の気体置換式体積測定装
置の一実施例を示す概略構成図、第４図ａ，ｂは
その動作原理説明図である。 １０１……試料室、１０４……試料、１０５…
…容積可変室、１０８……連結弁、１０９……大
気開放弁、１１０……気体導入弁、１１１……真
空排気弁、１１２……圧力計。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁機構を介して大気に開放自在でかつ適宜の気
   体を導入自在な容積一定の試料室と、真空弁を介
   して排気自在であるとともに圧力計が設置された
   容積可変の室とを接続弁を介して連通自在に連結
   して構成したことを特徴とする気体置換式体積測
   定装置。