JPS63246620A

JPS63246620A - 気体式体積計測器

Info

Publication number: JPS63246620A
Application number: JP7759787A
Authority: JP
Inventors: Saburo Kenjo; 見城　三郎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1988-10-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、被；１（す定休の体積を手際よく算出する気
体式体積計測器に関する。

従来の技術従来、物体の体積を算出する方法として、例えば容器に
液体を溜め、その中に物体を浅し、液体のレベル変化を
計、１ｊｌｊｌ　Ｌ、その計測値に基ついて物体の体積
を求める方法が知られている。

発明が解決しようとする問題点しかしなから、上述したような従来の体積算出方法では
、次のような問題点かあ−）た。

（１）目測に頼っているため精度が余り高くなかった。

（２）水溶性の被測定体を測定することが出来なかった
。

（３）液体を用いると周囲か濡れる心配があり、測定時
に慎重な配慮が要求される。

（４）測定値を記録したうえ、所定の計算式に従ってそ
の都度手計算等を行わなければならず１体積値を算出す
るのに手間かかかった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、取扱い
上特別な配慮を必要とせずに手際よく、しかも、Ｒｒ度
高＜　ｉ＊測定物の体積を算出できる気体式；１ｊｌｌ
定器を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明は、上記目的を達成する為に、１ｊＱｌ定本木部
に被測定体を収納する空間部を形成し、この；１（す定
本体部に前記空間部の容積を密封状態で変更する手段、
あるいは、＋ｉ？＋’記空間部の温度を密封状態で変更
する手段を設ける一方、前記空間部の圧力を検出する圧
力（：ンサと温度を（ラミ出する温度センサを配設し、
これら圧力センサ及び温度センサとあらかじめ気体の状
態方程式にそったプｌコグラムを収納した演算手段を接
続した事により、空間部に収納した被測定物体の体積を
；ｒ！１定する事ができる。

実施例第１図は、本発明の一実施例の気体式体積測定器と示す
模式図である。

第１目において、容器１は、測定本体部としての円筒状
の容器である。容器１には、中間台座２が設けられてい
る。この中間台座２を介して容器１内部には、上下二層
に別れており、上下二層がそれぞれ第１、第２の空間部
３．４になっている。中間台座２には、穴５が形成され
ており、この穴５を介して、第１の空間部３と第２の空
間部４とは通気状態となっており、一体となって圧力、
温度が変１ヒする。

容器１の上面部には、固定上蓋６が着脱自在に設けられ
ている９この固定上蓋６分容器１の上面部にルにぜる二
とにより第１の空間部３は密封状態に１呆持される。

容器１の１ｊｊｌ１面部には、中空の圧縮部７が容器１
と一体に収付けられている。圧縮部７の取付部には穴８
が形成されており、この穴８を介して圧縮部７の中空部
９は、第１の空間部３とは通気状態となっており、一体
となって圧力、温度が変（ヒする。

中空部９には、ビスＩ・ン１ｏが挿入されおり、ピスト
ン１０を移動することによって、中空部９の容積か変化
する様になっている。−万、中空部９の中間位置及び上
部位置に相当する圧縮部７の内壁には、それぞれひさし
状に係止突起１１．１２が形成されている。この係止突
起１１．１２によってピストン１０の上下移動が規制さ
れる。

ビスｌヘン１０は、通常、１系止突起１１に接した状態
に位置している。ピストン１０が、係止突起１１に接し
た状態で、固定上Ｍ６及びビスＩ−ン１０によって容器
１及び圧Ｆａ部７内の容積＜　ＩＪ、下、容器１内の容
積という）は、Ｖｌに設定されている。また、ピストン
１０を押して、係止突起１２に接した状態にまで下げる
と容器１及び圧縮部７内の気体は圧縮されて、その容積
は、Ｖ２になるように設定されている。

容器１の底部には、温度センサ１３、圧力センサ１４が
それぞれ取付けられている。温度センナ１３、圧力（：
フサ１４のそれぞれの検出部は第２の空間部に突出して
おり、当該部、しいては、容器１内の気体の温度及び圧
力３検出する。

温度センサ１３、圧力センサ１４には演算子ｒ２として
の電子計算機１５に接続されており、電子計算機１５に
は、各センサ１３、センサ１４からそれぞれ温度情報、
圧力情報が取込まれる。また、電子言１算機１５は、次
式に示す完全気体の状態方程式に基つくプログラムを（
１（ｔえており、各センサ１３、センサ１４からの温度
情報、圧力情報に対してこのプログラムを後述するよう
に適用する。

Ｐ・Ｖ＝Ｎ・１で　’Ｔ”　　　　（１）但し、容器内
の気体の絶対圧力をｌ）、容積をＶ、絶対温度をＴ、気
体のモル数をＮ、ガス定数をＲとする。なお、本実施例
では、完全気体の状態方程式を用いた場合を例にするが
、必ずしもこれに限定されるものではなく、ファン・デ
ル　ワールズの式、ビーチ・ブリ・ソジマンの式、ある
いは、ベネデック′Ｉ−・ウニ・ツブ・ルーピンの式等
の気体の状態方程式を用いてもＪ：い。１；１．上のよ
うに＋１′４成された気体式体績計；１！すＺの動【１
ミについて以下説明する。

上述したように、第１図に示す状態で容器１内の容積は
、Ｖｌと設定されている。この状態で温度センサ１３、
圧力センサ１４は、摂氏温度ｔｌ、ゲージ圧ｐ１を検出
し、電子計算機１５へ送出する。ここで、摂氏温度ｔ１
と絶対温度］゛、ゲージ圧ｐ１と絶対圧力Ｉ）、大気圧
ｐの間には次の関１系式（２）　、　（３）が成立する
。

！”＝ｐ−１ｐｌ　　　　　　（２） ”ｌ”　＝　ｔ　１＋　２７３ｔ　１５　　　　（３）
（２）　、　（３）式を（１）に代入して（＋＋→ｐｉ
）　　・Ｖ１＝Ｎ、Ｒ・（口＋２７３．１５）　（４）
を得る。

次に、ビスＩ〜ン１０を第２図に示すように押して、係
止突起１２に接する位置にまで下げると容器１内の気体
は、■２になる。この時、温度センサ１３、圧力センサ
１４は、摂氏温度ｔ２とゲージ圧ｐ２を検出し、電子計
算Ｊｉｊ！１１５へ送出ずろ。前述の（２）　、　＜３
１式と同様にして次の関係式を得る。

（ｐ＋ｐ２）　　−Ｖ２＝Ｎ　　−Ｒ−（＋２　＋２７
３．１５）　（５）ここで、（４）　ｘ（＋２　＋２７
３．１５）　−（５）　ｘ（口＋　２７３．１５１より
大気圧ｐは、次式で求められる。

＋１　＝’（１）２　　・Ｖ２・（［１＋　２７３．１
５）　−ＩＮ・Ｖｌ・（［２−１−２７３，１５））／
（Ｍｌ　　・（［２＋２７３．１５）−Ｖ２・（［１＋
２７３．１５））　　　（６）電子計算機１５には、（
２）　、　（３）　、　（６）式のプログラムが内蔵さ
れており、絶対温度Ｔ、絶対圧力ｌ〕を得ろ。

このようにして、物体め体積を測定する萌に絶対温度Ｔ
、絶対圧力Ｐを求めておく、その後、第３図のようにピ
ストン１０を係止突起１１に接した状態に戻し、固定上
蓋６を開け、ａｌす宝物体１６を容器１内に納め、固定
上蓋６を閏じる。この状態で温度センサ１３、圧力セン
サ１４は、摂氏温度ｔ３とゲージ圧１）３を検出し、電
子計Ｗｔｆｉ１５へ送出する。そして、電子計算ｆｌ１
５は、　（２）　、　（３）　、　（６）式により摂氏
温度ｔ３、ゲージ圧ｐ３を絶対温度Ｔ３及び絶対圧力Ｐ
３に変換し、容器１内の容積をＶ３、モル数をＮ３とし
て次の関係式を得る。

Ｐ３・Ｖ　３　＝　Ｎ　３・Ｒ・Ｔ３　　　（７）次に
、第４図のようにピストン１０を係止突起１２に接する
位置まで下げると、容器１内の気体は、Ｖ４になる。こ
の時、温度センサ１３、圧力センサ１４は、摂氏温１９
−ｔ４とゲージ圧ｐ４を検出し、電子計算機１５へ送出
する。

電子計算機１５は、　（２）　、　（３）　、　（６１
式を参照して、同様に、摂氏温度ｔ４とゲージ圧ｐ４を
絶対温度Ｔ４及び絶対圧力Ｐ４に変換し、容器１内の容
積をＶ４として、次の関係式を得る。゛この場合、モル
数は、気体の分子の増加はないのでＮ３である。

Ｐ４・Ｖ４＝Ｎ３・Ｒ−Ｔ４　　　（８）ところで、ビ
スＩ〜ン１０の移動した空間の容積を■５とすると１次
の関係式が成立する。

Ｖ３＝Ｖ４＋Ｖ５　　　（９）そして、　（７）　、　（８）　、（’））式の連立方
程式より、次式を得ろ９電子計算機１５には、次式のプ
ｌフグラムが内蔵されており、容積ｖ３分得る。

Ｖ３＝Ｐ４・Ｖ！＋・１３／　（Ｐ４　　■３　　Ｐ３
・１４１　　　（１０）ここで、ａｌす宝物体のない時
の容器１の容積■１は、事前に計；Ｑｌｌしておく。電
子計算１纜１５には、次式のプログラムが内蔵されてお
り、１ｉｌ１１定物体の体積Ｖ４を得る。

Ｖ５＝Ｖ１−Ｖ３　　　（１１）なお、温度センサ１３．圧力センサ１４が、絶対温度、
絶対圧力を検出する場合には、（２）。

（３）　、　（４）　、　（！］）　、　（６）式を求
める操「ｔは、省略される。

なお、本実施例では、圧縮部を設けて、以上の代作によ
って容器内の圧力を二段階に変更し、この変更状態で圧
力、温度を検出して物体の体積を算定する場合を例にし
たが、圧縮部の代わりに密閑状態で容器内の温度を変更
するＪ：うに構成してもよい。

また、本実施例では、固体の体積を１ｌｌｌｌ定する場
合を例にしたが、液体の体積を；！（す定できろことは
言うまでらない。

また１本実施例では、気体として空気を適用した場訃を
例にしなか、これに限定されるもので１ｉなく、例えは
不活性気体を用いてもよい。

不活性気体分用いることにより、空気と反応する被測定
体の体積と容易に求めることができる。

イし明の効果以上説明したように、本発明は、精度を高くとれる温度
センサ、圧力センサを用いて、この検出値に基ついて演
算処理を行うもので、ｔ１′７Ｊ寛の高い計；１ｊｌｌ
値か得られる。また、水溶性の被１ｊｊｌｌ定（七を測
定する事ができことや、周囲を濡らしたり、あるいは、
被測定体をその都度拭くなどのｒ１三業をＣ十うことか
なくなるので、■又扱いが容易ヒなる。さら（５こ、手
計算等を行う必要がなくなり、手間が省けるという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１［Ａは１本発明の一実施例の気本式体積計ａ！’！
　３を示す模式図、第２図は、ビスＩ・ンを下ζすた状
態の１４気体式体積計３１１１器を示す断面図、第３図
は、披ｉｊ！１１定物体を収納した状態を示す断面図、
第４図は、被；（１す定杓体を収納して、ピストンを下
け゛た状態の同気体式体績計；１ｊｌｌ器を示す断面図
。１・・・容器、　　　　３・・・第１の空間部、１１・
・第２の空間部、７・・・圧縮部。９・・・中空部、　　　１０・・・ビスｌ−ン、１１、
１２・・・（系止突起、１３・・温度センサ、１・１・
・圧カセンザ、　１５・・・電子Ｊ１算機特許出１７１
’！人　見識三部喘１図

Claims

【特許請求の範囲】

被測定体を収納する空間部を形成し、かつ、少なくとも
前記空間部の容積を密封状態で変更する手段、または、
前記空間部の温度を密封状態で変更する手段のいずれか
を有した測定本体部、前記空間部の圧力を検出する圧力
センサ、前記空間部の温度を検出する温度センサ及びあ
らかじめ気体の状態方程式にそったプログラムを収納し
た演算手段を備え、前記圧力センサ及び温度センサから
それぞれ圧力情報及び温度情報を取込み、これら圧力情
報及び温度情報を前記プログラムに適用することにより
体積を測定することを特徴とする気体式体積計測器。