KR100805928B1 - Volume measurement device and method - Google Patents

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N7/00—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour

Abstract

본 발명은 부피 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 피측정 시료가 넣어지거나 부착되는 용기, 용기에 연결되고, 피스톤 및 실린더를 포함하는 부피 가변 장치, 부피 가변 장치를 구동하기 위한 구동기, 용기 내의 압력을 측정하기 위한 압력계, 및 피스톤의 이동 거리 및 측정된 압력에 기초하여 피측정 시료의 부피를 계산하기 위한 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 측정 장치, 및 이러한 부피 장치를 이용한 부피 측정 방법을 제공한다.The present invention relates to a volume measuring device and a method, comprising: a container into which a sample to be measured is placed or attached, a volume variable device connected to the container, including a piston and a cylinder, a driver for driving the volume variable device, a pressure in the container And a calculating means for calculating a volume of a sample under measurement based on a pressure gauge for measuring, and a moving distance of the piston and a measured pressure, and a volume measuring method using the volume device. do.

부피측정, 기체압력, 기체온도, 피스톤 Volumetric, gas pressure, gas temperature, piston

Description

부피 측정 장치 및 방법{VOLUME MEASUREMENT DEVICE AND METHOD}VOLUME MEASUREMENT DEVICE AND METHOD

도 1은 본 발명에 따른 부피 측정 장치의 구성도,1 is a block diagram of a volume measuring device according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 부피 측정 방법의 일실시예의 흐름도,2 is a flow chart of one embodiment of a volume measurement method according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 부피 측정 방법의 다른 실시예의 흐름도, 및3 is a flow chart of another embodiment of a volumetric method according to the invention, and

도 4는 본 발명에 따른 부피 측정 방법의 다른 실시예의 흐름도.4 is a flow chart of another embodiment of a volumetric method according to the invention.

<도면의 부호에 대한 설명><Description of Symbols in Drawings>

1: 부피 측정 장치 10: 용기1: volume measuring device 10: container

10a: 용기 본체 10b: 용기 덮개10a: container body 10b: container cover

20: 실린더 30: 피스톤20: cylinder 30: piston

40: 구동기 50: 압력계40: actuator 50: pressure gauge

60: 온도계 70: 컴퓨터60: thermometer 70: computer

본 발명은 부피 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측정 대상에 연결되어 있는 주사기형 피스톤 이송 장치를 이용하여 기체의 부피를 변화시킬 때 압력 변화의 추이를 기록 및 분석하여 측정 대상물의 부피를 측정하도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a volume measuring device and a method, and more particularly, by recording and analyzing a change in pressure when changing the volume of a gas by using a syringe-type piston feeder connected to a measuring object. An apparatus and a method for measuring the

일반적으로 시료의 부피를 측정하는 방법은 물을 이용하는 방법이다. 하지만, 이 방법은 피측정 시료의 형상이 복잡하면 공극 없이 물을 채우는 과정이 어렵다. 또한 단순한 형상인 경우에도 물을 넣은 후 기포를 없애는 과정이 필요하기 때문에 측정 방법이 번거롭다. 그리고, 피측정 시료와 물과의 작용이 문제되는 경우에는 측정이 곤란하다.In general, a method of measuring the volume of a sample is to use water. However, this method is difficult to fill the water without voids if the shape of the sample under test is complicated. In addition, even in the case of a simple shape, the measurement method is cumbersome because a process of removing bubbles after adding water is necessary. And when the action of the sample under test and water is problematic, measurement is difficult.

한편, 기존의 기체의 압력 변화를 이용한 방법이 대안으로서 제안되고 있지만, 이는 다단계로 체적을 확장시키면서 각 밸브를 여닫는 등의 여러 절차를 거치므로 많은 시간과 장비를 필요로 한다.On the other hand, the conventional method using the pressure change of the gas has been proposed as an alternative, but it requires a lot of time and equipment because it goes through several procedures, such as opening and closing each valve while expanding the volume in multiple stages.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 빠르고 용이하게 피측정 시료의 부피를 측정하는 것이 가능한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide an apparatus and a method capable of quickly and easily measuring a volume of a sample to be measured.

이러한 목적을 성취하기 위해 본 발명은, 피측정 시료가 넣어지거나 부착되는 용기, 용기에 연결되고, 피스톤 및 실린더를 포함하는 부피 가변 장치, 부피 가변 장치를 구동하기 위한 구동기, 용기 내의 압력을 측정하기 위한 압력계, 및 피스톤의 이동 거리 및 측정된 압력에 기초하여 피측정 시료의 부피를 계산하기 위한 계산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 측정 장치를 제공한다.To achieve this object, the present invention provides a container into which a sample to be measured is placed or attached, a variable volume device including a piston and a cylinder, an actuator for driving the variable volume device, a pressure for measuring the pressure in the container. And a calculating means for calculating the volume of the sample under measurement based on the pressure gauge and the moving distance of the piston and the measured pressure.

용기 안의 기체는 이상기체 거동을 하는 것으로 가정한다.The gas in the vessel is assumed to be in ideal gas behavior.

피스톤의 이동 거리를 정확하게 제어하기 위해 구동기는 스텝핑 모터인 것이 바람직하다.The driver is preferably a stepping motor in order to accurately control the travel distance of the piston.

용기 내 압력의 온도에 의한 영향을 보정하기 위해, 용기 내의 온도를 측정하기 위한 온도계를 더 포함하고, 계산 수단은 계산기에 의해 측정된 온도에 기초하여 계산된 피측정 시료의 부피에서 온도가 높아진 만큼 부피를 감소시키거나 온도가 낮아진 만큼 부피를 증가시켜서 온도에 의한 영향을 보정하는 것이 바람직하다.In order to compensate for the influence of the temperature in the vessel by the temperature, the thermometer further includes a thermometer for measuring the temperature in the vessel, and the calculation means is adapted to increase the temperature in the volume of the sample to be calculated based on the temperature measured by the calculator. It is desirable to correct the effect of temperature by decreasing the volume or increasing the volume by lowering the temperature.

또한 본 발명은, 부피를 측정하려는 피측정 용기에 피스톤 및 실린더를 포함하는 부피 가변 장치를 부착하는 단계(a-1 단계), 피측정 용기를 밀폐하고 피측정 용기의 초기 압력을 측정하는 단계(a-2 단계), 부피 가변 장치의 피스톤을 제 1 이동 거리만큼 이동시키고 피측정 용기의 변화된 압력을 측정하는 단계(a-3 단계), 피측정 용기에 부피를 알고 있는 기준 부피 물체를 넣는 단계(a-4 단계), 피측정 용기를 밀폐하고 피측정 용기의 초기 압력을 측정하는 단계(a-5 단계), 부피 가변 장치의 피스톤을 제 2 이동 거리만큼 이동시키고 피측정 용기의 변화된 압력을 측정하는 단계(a-6 단계), 기준 부피 물체의 부피, 제 1 및 제 2 이동 거리 그리고 a-2, a-3, a-5 및 a-6 단계에서 측정된 압력에 기초하여 피스톤의 단면적 및 피측정 용기의 부피를 계산하는 단계(a-7 단계)를 포함하는 부피 측정 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention, the step of attaching a volume variable device including a piston and a cylinder to the container to be measured volume (step a-1), sealing the container to be measured and measuring the initial pressure of the container to be measured ( step a-2), moving the piston of the variable volume device by a first travel distance and measuring the changed pressure of the vessel under measurement (a-3), placing a reference volume object of known volume into the vessel under measurement (a-4), closing the vessel under measurement and measuring the initial pressure of the vessel under measurement (a-5), moving the piston of the variable volume device by the second travel distance and changing the changed pressure of the vessel under measurement. The cross-sectional area of the piston based on the measuring step (a-6), the volume of the reference volume object, the first and second travel distances and the pressures measured in steps a-2, a-3, a-5 and a-6 And calculating the volume of the container under measurement (a-7) It provides the volume measurement methods, including.

상술한 a-1 내지 a-7 단계의 방법에 의해 측정된 용기의 부피와 피스톤의 단면적을 이용하여, 측정 대상물을 용기에 넣어 그 부피를 측정할 수 있다. 보다 상세하게는, 용기에 피스톤 및 실린더를 포함하는 부피 가변 장치를 부착하는 단계(b-1 단계), 용기에 부피를 측정하고자 하는 시료를 넣는 단계(b-2 단계), 용기 를 밀폐하고 용기의 초기 압력을 측정하는 단계(b-3 단계), 부피 가변 장치의 피스톤을 제 3 이동 거리만큼 이동시키고 용기의 변화된 압력을 측정하는 단계(b-4 단계), 용기의 부피, 피스톤의 단면적, 제 3 이동 거리 그리고 b-3 및 b-4 단계에서 측정된 압력에 기초하여 시료의 부피를 측정하는 단계(b-5 단계)를 포함하는 부피 측정 방법이 가능하다.By using the volume of the vessel and the cross-sectional area of the piston measured by the method of steps a-1 to a-7 described above, the volume of the measurement object can be put in the vessel and measured. More specifically, attaching a volume variable device including a piston and a cylinder to the container (step b-1), placing a sample to be measured in the container (step b-2), sealing the container and Measuring the initial pressure of (step b-3), moving the piston of the variable volume device by a third travel distance and measuring the changed pressure of the container (step b-4), the volume of the container, the cross-sectional area of the piston, A volumetric method is possible, comprising measuring the volume of the sample based on the third travel distance and the pressure measured in steps b-3 and b-4 (step b-5).

또는, 상술한 a-1 내지 a-7 단계의 방법에 의해 측정된 피스톤의 단면적을 이용하여, 다른 용기의 내부 부피를 측정할 수 있다. 즉, 부피를 측정하고자 하는 피측정 용기에 피스톤 및 실린더를 포함하는 부피 가변 장치를 부착하는 단계(c-1 단계), 피측정 용기를 밀폐하고 용기의 초기 압력을 측정하는 단계(c-2 단계), 부피 가변 장치의 피스톤을 제 4 이동 거리만큼 이동시키고 용기의 변화된 압력을 측정하는 단계(c-3 단계), 피스톤의 단면적, 제 4 이동 거리 그리고 c-2 및 c-3 단계에서 측정된 압력에 기초하여 피측정 용기의 부피를 측정하는 단계(c-4 단계)를 포함하는 부피 측정 방법이 가능하다.Alternatively, the internal volume of another vessel can be measured using the cross-sectional area of the piston measured by the method of steps a-1 to a-7 described above. That is, attaching the volume variable device including the piston and the cylinder to the container to be measured volume (step c-1), closing the container to be measured and measuring the initial pressure of the container (step c-2) ), Moving the piston of the variable volume device by a fourth travel distance and measuring the changed pressure of the vessel (step c-3), the cross-sectional area of the piston, the fourth travel distance and measured in steps c-2 and c-3 A volumetric method comprising the step of measuring the volume of the vessel under measurement (step c-4) is possible.

압력을 측정하는 동시에 용기 내의 온도를 측정하여 온도에 의한 압력의 영향을 보정하는 것이 바람직하다.It is desirable to measure the pressure and at the same time measure the temperature in the vessel to correct the effect of pressure on the temperature.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 보다 상세하게 기술하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings to describe the configuration of the present invention in more detail.

도 1은 본 발명에 따른 부피 측정 장치(1)의 구성도이다. 본 발명에 따른 부피 측정 장치(1)는 시료를 담을 수 있고 밀폐 가능한 용기(10), 실린더(20) 및 피 스톤(30)으로 구성된 부피 가변 장치, 피스톤(30)을 전후 방향으로 운동시키기 위한 구동기(40), 용기(10) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력계(50), 용기(10) 내부의 온도를 측정하기 위한 온도계(60) 및 구동기(40)를 통해 피스톤(30)의 운동을 제어하고 압력계(50) 및 온도계(60)로부터 측정된 압력 및 온도로부터 부피를 측정하기 위한 컴퓨터(70)로 구성된다. 1 is a configuration diagram of a volume measuring device 1 according to the present invention. The volume measuring device 1 according to the present invention is a volume variable device consisting of a container 10, a cylinder 20, and a piston 30, which can hold a sample, for moving the piston 30 in a front-rear direction. Movement of the piston 30 through the actuator 40, the pressure gauge 50 for measuring the pressure inside the vessel 10, the thermometer 60 for measuring the temperature inside the vessel 10, and the actuator 40. It consists of a computer 70 for controlling and measuring the volume from the pressure and temperature measured from the pressure gauge 50 and the thermometer 60.

용기(10)에는 부피를 측정하고자 하는 시료가 넣어지거나 부착될 수 있다. 용기(10)는 용기 본체(10a) 및 덮개(10b)로 구성되어 개폐 가능하다. 용기(10)는 닫혔을 때 후술할 부피 가변 장치와의 연결부를 제외하고는 밀폐된다. 용기(10)에는 공기 등과 같이 실험 조건 내에서 이상 기체 거동을 하는 기체가 담기는 것이 바람직하다.The container 10 may be put or attached to the sample to be measured in volume. The container 10 is comprised by the container main body 10a and the cover 10b, and can be opened and closed. When the container 10 is closed, it is closed except for the connection with the variable volume device which will be described later. It is preferable that the container 10 contain a gas having an ideal gas behavior within experimental conditions such as air.

부피 가변 장치는 용기(10)에 부착된다. 부피 가변 장치의 피스톤(30)이 전후로 이동하면서 용기(10) 내를 차지하는 기체의 부피가 변화시킨다.The variable volume device is attached to the vessel 10. As the piston 30 of the variable volume device moves back and forth, the volume of gas occupying the vessel 10 changes.

부피 가변 장치의 피스톤(30)은 구동기(40)에 연결되어 운동을 한다. 구동기(40)로는 직선 운동을 만들 수 있는 통상의 장치가 사용 가능하다. 바람직하게는 운동 범위를 정확하게 제어할 수 있는 스텝핑 모터(40a)로부터의 동력을 웜기어(40b)를 통해 피스톤(30)으로 전달하는 것이 바람직하다.The piston 30 of the variable volume device is connected to the actuator 40 to exercise. As the driver 40, a conventional device capable of producing linear motion can be used. Preferably, the power from the stepping motor 40a capable of accurately controlling the range of motion is preferably transmitted to the piston 30 through the worm gear 40b.

용기(10) 내의 압력 및 온도는 각각 용기(10)에 부착된 압력계(50) 및 온도계(60)에 의해 측정된다. The pressure and temperature in the vessel 10 are measured by a pressure gauge 50 and a thermometer 60 attached to the vessel 10, respectively.

컴퓨터(70)는 구동기(40)를 통해 피스톤(30)의 전후 운동을 제어한다. 또한, 컴퓨터(70)는 압력계(50) 및 온도계(60)에 의해 측정된 피스톤(30)의 운동에 따른 용기(10) 내의 압력 및 온도의 변화를 저장하고, 압력 및 온도의 변화에 기초하여 부피를 계산한다. 부피 계산의 상세는 후술하도록 한다.The computer 70 controls the forward and backward movement of the piston 30 through the driver 40. The computer 70 also stores changes in pressure and temperature in the vessel 10 as the piston 30 is measured by the pressure gauge 50 and the thermometer 60 and based on the changes in pressure and temperature. Calculate the volume. Details of the volume calculation will be described later.

이하에서는 상술한 장치를 이용하여 부피를 측정하는 방법에 대하여 기술하도록 한다.Hereinafter, a description will be given of a method for measuring the volume using the above-described device.

우선, 도 2의 흐름도를 참조하여 용기(10)의 체적 및 피스톤(30)의 단면적을 계산하도록 한다. 용기(10)에 실린더(20) 및 피스톤(30)을 포함하는 부피 가변 장치를 부착한다(a-1 단계). 이 때, 피스톤(30)의 위치(l0)는 실린더(20)의 중간 정도로 한다. 용기 본체(10a)에 용기 덮개(10b)를 닫아서 용기(10)를 밀폐시키고, 밀폐된 용기(10)의 초기 압력(Pe0)을 압력계(50)를 이용하여 측정한다(a-2 단계). First, the volume of the vessel 10 and the cross-sectional area of the piston 30 are calculated with reference to the flowchart of FIG. 2. A variable volume device comprising a cylinder 20 and a piston 30 is attached to the vessel 10 (step a-1). At this time, the position l 0 of the piston 30 is set to the middle of the cylinder 20. The container 10 is closed by closing the container cover 10b on the container body 10a, and the initial pressure Pe of the sealed container 10 is measured using the pressure gauge 50 (step a-2). .

컴퓨터(70)의 제어 명령에 의해 구동기(40)는 피스톤(30)을 위치(le)로 미리 정해진 제 1 이동 거리(Δle = le -l0)만큼 이동시킨다. 이 때, 피스톤(30)의 이동 방향은 기체 부피를 증가시키는 방향인 양(+)의 방향이나 기체 부피를 감소시키는 음(-)의 방향 모두 가능하다. 그리고, 이동 후에 용기(10)의 압력(Pe)을 압력계(50)를 이용하여 측정한다(a-3 단계).The control command of the computer 70 causes the driver 40 to move the piston 30 to a position l e by a first predetermined travel distance Δl e = l e −l 0 . At this time, the movement direction of the piston 30 may be both a positive direction that increases the gas volume and a negative direction that decreases the gas volume. And after the movement, the pressure Pe of the container 10 is measured using the pressure gauge 50 (step a-3).

용기(10)의 초기 부피 및 이동 후의 부피를 각각 'V0' 및 'Ve'라고 하면, 보일의 법칙에 의해 다음의 수학식 1이 성립된다.If the initial volume of the container 10 and the volume after the movement are referred to as 'V 0 ' and 'V e ', respectively, the following equation 1 is established by Boyle's law.

Figure 112006056752746-pat00001
Figure 112006056752746-pat00001

Figure 112006056752746-pat00002
Figure 112006056752746-pat00002

수학식 1에서 'A'는 피스톤(30)의 단면적이고, 'Ke'는 'A/V0'로 정의된다. 피스톤(30)의 이동 거리(Δle)를 변화시키면서 압력을 측정하면 그 기울기로부터 'Ke'를 측정할 수 있지만, 피스톤(30)의 단면적(A)를 모르기 때문에 최종적으로 구하려는 용기(10)의 부피(V0)는 현 단계까지는 구할 수 없다. In Equation 1, 'A' is a cross-section of the piston 30, 'K e ' is defined as 'A / V 0 '. By measuring the pressure while varying the travel distance Δl e of the piston 30, 'K e ' can be measured from the inclination, but since the cross-sectional area A of the piston 30 is not known, the container 10 to be finally obtained is The volume of V 0 is not available until this stage.

다음으로, 용기(10) 내에 부피(Vs)를 아는 기준 시료를 넣는다(a-4 단계). 이 때 용기(10) 내의 기체의 초기 부피(Vs0)는 'V0 - Vs'가 될 것이다. 용기(10)를 밀폐시키고 압력계(50)를 이용하여 용기(10)의 초기 압력(Ps0)을 측정한다(a-5 단계). 피스톤(30)을 미리 정해진 제 2 이동 거리(Δls)만큼 이동시키고 용기(10)의 압력(Ps)을 압력계를 이용하여 측정한다(a-6 단계). a-5 단계 및 a-6 단계에서 측정된 압력은 다음의 수학식 2를 만족한다.Next, put the reference sample knowing the volume (V s) in the container (10) (a-4 step). Initial volume (V s0) of the gas in this case the vessel 10 - would be a 'V 0 V s'. And sealing the container 10 and measuring the initial pressure (P s0) of the container 10 using a pressure gauge (50) (a-5 step). The piston 30 is moved by a predetermined second moving distance Δl s and the pressure P s of the container 10 is measured using a pressure gauge (step a-6). The pressure measured in steps a-5 and a-6 satisfies Equation 2 below.

Figure 112006056752746-pat00003
Figure 112006056752746-pat00003

수학식 2에서 'Ks'는 'A/Vs0'로 정의된다. a-5 및 a-6 단계에서 측정된 압력 및 수학식 2로부터 'Ks'가 계산될 수 있다. 'S K' in equation (2) is defined as the 'A / V s0'. 'K s' can be calculated from the pressures measured in steps a-5 and a-6 and equation (2).

제 1 및 제 2 이동 거리(Δle,Δls), a-2, a-3, a-5, a-6 단계에서 각각 측정된 압력(Pe0, Pe, Ps0, Ps)으로부터 'Ke' 및 'Ks'가 계산되고, 수학식 2 및 3으로부터 유도된 다음의 수학식 3에 따라 피스톤(30)의 단면적(A) 및 용기(10)의 부피(V0)가 구해진다(a-7 단계).The first and from the second moving distance (Δl e, Δl s), a-2, a-3, a-5, respectively, the measured pressure at a-6 step (P e0, P e, P s0, P s) 'K e ' and 'K s ' are calculated and the cross-sectional area (A) of the piston 30 and the volume (V 0 ) of the vessel 10 are calculated according to the following equation 3 derived from equations (2) and (3). (Step a-7).

Figure 112006056752746-pat00004
Figure 112006056752746-pat00004

Figure 112006056752746-pat00005
Figure 112006056752746-pat00005

상술한 과정은 압력에 대한 온도의 영향이 없는 것으로 가정한 결과이다. 그러나, 실제 과정에서 용기(10) 내의 온도 분위기가 변화할 수 있으며, 용기(10)의 부피를 측정하기 위해서는 이를 보정하여야 한다. 그러므로, 온도계(60)에 의해 각 단계에서 측정된 온도에 기초하여 온도의 변화가 있는 경우 온도가 높아진 만큼 부피를 감소시키거나 온도가 낮아진 만큼 부피를 증가시켜서 이를 보정하는 것이 바람직하다(a-8 단계).The above process is a result of assuming that there is no influence of temperature on the pressure. However, in actual process, the temperature atmosphere in the container 10 may change, and this should be corrected in order to measure the volume of the container 10. Therefore, if there is a change in temperature based on the temperature measured at each step by the thermometer 60, it is desirable to correct this by decreasing the volume by increasing the temperature or increasing the volume by decreasing the temperature (a-8). step).

상술한 바와 같이 피스톤(30)의 단면적 및 빈 용기(10)의 부피가 구해지면, 용기(10) 안에 부피를 측정하고자 하는 피측정 시료를 넣고 부피를 측정하거나, 다른 용기에 부피 가변 장치를 부착하여 그 용기의 내적을 측정하는 것이 가능하게 된다.As described above, when the cross-sectional area of the piston 30 and the volume of the empty container 10 are obtained, the volume of the sample to be measured is measured in the container 10 and the volume is measured, or a volume variable device is attached to another container. It is possible to measure the inner product of the container.

이하에서는 도 3의 순서도를 참조하여 용기 안에 피측정 시료를 넣고 부피를 측정하는 방법에 대하여 기술하도록 한다.Hereinafter, a method of measuring a volume by placing a sample to be measured in a container with reference to the flowchart of FIG. 3 will be described.

상술한 a-1 내지 a-7 단계로부터 부피(V0)가 구해진 용기(10)에 단면적(A)이 구해진 피스톤(30) 및 실린더(20)를 포함하는 부피 가변 장치를 부착한다(b-1 단계). 한편, 상술한 a-1 내지 a-8 단계가 아닌 다른 방법에 의해 용기(10)의 부피(V0) 및 피스톤(30)의 단면적(A)을 알고 있는 경우도 가능하다. 용기 본체(10a)에 부피(Vt)를 측정하고자 하는 시료를 넣고 용기 덮개(10b)를 닫는다(b-2 단계). 이 때, 용기(10) 내의 기체의 부피(Vt0)는 Vt0 = V0 - Vt의 관계식을 만족한다. 용기(10)를 밀폐시키고 용기(10) 내의 초기 압력(Pt0)을 압력계(50)를 이용하여 측정한다(b-3 단계).The volume variable device including the piston 30 and the cylinder 20 in which the cross-sectional area A was obtained is attached to the container 10 in which the volume V 0 is obtained from the above steps a-1 to a-7 (b- Stage 1). On the other hand, it is also possible to know the volume V 0 of the container 10 and the cross-sectional area A of the piston 30 by methods other than the above steps a-1 to a-8. Put the sample to measure the volume (V t ) in the container body (10a) and close the container cover (10b) (step b-2). At this time, the volume V t0 of the gas in the container 10 satisfies the relation of V t0 = V 0 -V t . The vessel 10 is sealed and the initial pressure P t0 in the vessel 10 is measured using the pressure gauge 50 (step b-3).

그리고, 피스톤(30)을 미리 정해진 제 3 이동 거리(Δlt)만큼 이동시키고, 용기(10) 내의 압력(Pt)을 압력계(50)를 이용하여 측정한다(b-4 단계). b-3 및 b-4 단계에서 측정된 압력은 다음의 수학식 4를 만족한다.Then, the piston 30 is moved by a predetermined third moving distance Δl t , and the pressure P t in the container 10 is measured using the pressure gauge 50 (step b-4). The pressure measured in steps b-3 and b-4 satisfies Equation 4 below.

Figure 112006056752746-pat00006
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제 3 이동 거리(Δlt) 및 측정된 압력(Pt0, Pt)으로부터 기울기(Kt)가 구해지고, 빈 용기(10)의 부피(V0), 피스톤(30)의 단면적(A) 및 구해진 기울기(Kt)로부터 시료의 부피(Vt)를 계산한다(b-5 단계).The slope K t is obtained from the third moving distance Δl t and the measured pressures P t0 , P t , the volume V 0 of the empty container 10, the cross-sectional area A of the piston 30. And the volume V t of the sample is calculated from the obtained slope K t (step b-5).

온도계(60)에 의해 각 단계에서 측정된 온도에 기초하여 온도의 변화가 있는 경우 부피(Vt)의 계산에서 온도가 높아진 만큼 부피를 감소시키거나 온도가 낮아진 만큼 부피를 증가시켜서 온도에 의한 영향을 보정하는 것이 바람직하다(b-6 단계).If there is a change in temperature based on the temperature measured at each step by the thermometer 60, the effect of temperature by decreasing the volume as the temperature increases or increasing the volume as the temperature decreases in the calculation of the volume V t . It is desirable to calibrate (step b-6).

이하에서는 도 4의 순서도를 참조하여 내적을 측정하고자 하는 피측정 용기의 부피를 측정하는 방법에 대하여 기술하도록 한다.Hereinafter, a method of measuring the volume of the container to be measured to measure the inner product will be described with reference to the flowchart of FIG. 4.

상술한 a-1 내지 a-7 단계로부터 구해진 단면적(A)이 구해진 피스톤(30) 및 실린더(20)를 포함하는 부피 가변 장치를 부피를 측정하고자 하는 용기에 부착시킨다(c-1 단계). 한편, 상술한 a-1 내지 a-7 단계가 아닌 다른 방법으로 피스톤(30)의 단면적(A)을 알고 있는 경우도 가능하다. 피측정 용기를 밀폐하고 용기의 초기 압력(Pc0)을 측정한다(c-2 단계). 부피 가변 장치의 피스톤(30)을 미리 정해진 제 4 이동 거리(Δlc)만큼 이동시키고 피측정 용기의 압력(Pc)을 측정한다(c-3 단계). 이 때, c-2 및 c-3 단계에서 측정된 압력은 다음의 수학식 5를 만족한다.The variable volume device including the piston 30 and the cylinder 20 obtained by the cross-sectional area A obtained from the above steps a-1 to a-7 is attached to the container whose volume is to be measured (step c-1). On the other hand, it is also possible to know the cross-sectional area A of the piston 30 by a method other than the above steps a-1 to a-7. Seal the vessel under test and measure the initial pressure P c0 of the vessel (step c-2). The piston 30 of the volume variable device is moved by a predetermined fourth moving distance Δl c and the pressure P c of the vessel under measurement is measured (step c-3). At this time, the pressure measured in steps c-2 and c-3 satisfies the following equation (5).

Figure 112006056752746-pat00007
Figure 112006056752746-pat00007

제 4 이동 거리(Kc) 및 측정된 압력(Pc0, Pc)으로부터 기울기(Kc)가 구해지고, 피스톤의 단면적(A) 및 구해진 기울기(Kc)로부터 피측정 용기의 부피(Vc)를 계산한다(c-4 단계).The slope K c is obtained from the fourth travel distance K c and the measured pressures P c0 , P c , and the volume V of the vessel under measurement from the cross-sectional area A of the piston and the obtained slope K c . c ) (step c-4).

온도계(60)에 의해 각 단계에서 측정된 온도에 기초하여 온도의 변화가 있는 경우 부피(Vc)의 계산에서 온도가 높아진 만큼 부피를 감소시키거나 온도가 낮아진 만큼 부피를 증가시켜서 온도에 의한 영향을 보정하는 것이 바람직하다(c-5 단계).If there is a change in temperature based on the temperature measured at each step by the thermometer 60, the effect of temperature by decreasing the volume by increasing the temperature or increasing the volume by decreasing the temperature in the calculation of the volume (V c ) It is desirable to calibrate (step c-5).

본 발명에 따른 부피 측정 장치 및 방법에 의하면, 다양한 조건에서의 부피 측정이 가능하고, 측정 방법이 간단하며, 짧은 시간에 측정이 가능하고, 정확한 부피값을 얻을 수 있다.According to the volume measuring device and method according to the present invention, it is possible to measure the volume in various conditions, the measuring method is simple, can be measured in a short time, it is possible to obtain an accurate volume value.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it will be readily apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, and all such changes and modifications are It is obvious that it belongs to the scope of the appended claims.

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 이상기체거동을 가정하는 피측정시료인 기체가 넣어지는 용기;A container into which a gas which is a sample to be measured assuming ideal gas behavior is placed; 상기 용기에 연결되고, 피스톤 및 실린더를 포함하는 부피 가변 장치;A variable volume device connected to the vessel and comprising a piston and a cylinder; 상기 부피 가변 장치를 구동하기 위한 스텝핑 모터인 구동기;A driver, which is a stepping motor for driving the variable volume device; 상기 용기 내의 압력을 측정하기 위한 압력계; 및A manometer for measuring the pressure in the vessel; And 상기 피스톤의 이동 거리 및 상기 측정된 압력에 기초하여 상기 피측정 시료 의 부피를 계산하기 위한 계산 수단;을 포함하는 부피 측정 장치에 있어서,In the volume measuring device comprising; calculating means for calculating the volume of the sample to be measured based on the moving distance of the piston and the measured pressure, 상기 용기 내의 온도를 측정하기 위한 온도계를 더 포함하고,Further comprising a thermometer for measuring the temperature in the vessel, 상기 계산 수단은 상기 온도계에 의해 측정된 온도에 기초하여 상기 계산된 피측정 시료의 부피에서 온도가 높아진 만큼 부피를 감소시키거나 온도가 낮아진 만큼 부피를 증가시켜서 온도에 의한 영향을 보정하는 것을 특징으로 하는 부피 측정 장치. The calculation means is based on the temperature measured by the thermometer, the volume of the calculated sample to be measured by reducing the volume by increasing the temperature or by increasing the volume by lowering the temperature to correct the effect of temperature Volumetric device. 부피를 측정하려는 피측정 용기에 피스톤 및 실린더를 포함하는 부피 가변 장치를 부착하는 단계(a-1 단계);Attaching a volume varying device comprising a piston and a cylinder to the vessel to be measured (step a-1); 상기 피측정 용기를 밀폐하고 상기 피측정 용기의 초기 압력을 측정하는 단계(a-2 단계);Closing the vessel under measurement and measuring an initial pressure of the vessel under measurement (a-2); 상기 부피 가변 장치의 상기 피스톤을 제 1 이동 거리만큼 이동시키고 상기 피측정 용기의 변화된 압력을 측정하는 단계(a-3 단계);Moving the piston of the variable volume device by a first travel distance and measuring the changed pressure of the vessel under test (a-3); 상기 피측정 용기에 부피를 알고 있는 기준 부피 물체를 넣는 단계(a-4 단계);Placing a reference volume object of known volume into the vessel to be measured (steps a-4); 상기 피측정 용기를 밀폐하고 상기 피측정 용기의 초기 압력을 측정하는 단계(a-5 단계);Closing the vessel under measurement and measuring an initial pressure of the vessel under measurement (step a-5); 상기 부피 가변 장치의 상기 피스톤을 제 2 이동 거리만큼 이동시키고 상기 피측정 용기의 변화된 압력을 측정하는 단계(a-6 단계);Moving the piston of the variable volume device by a second travel distance and measuring a changed pressure of the vessel under test (a-6); 상기 기준 부피 물체의 부피, 상기 제 1 및 제 2 이동 거리 그리고 상기 a-2, a-3, a-5 및 a-6 단계에서 측정된 압력에 기초하여 상기 피스톤의 단면적 및 상기 피측정 용기의 부피를 계산하는 단계(a-7 단계);를 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 측정 방법.The cross-sectional area of the piston and the cross-sectional area of the vessel under test based on the volume of the reference volume object, the first and second travel distances and the pressures measured in steps a-2, a-3, a-5 and a-6. Comprising a step of calculating the volume (a-7); Volume measurement method comprising a. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, wherein 상기 a-2, a-3, a-5 및 a-6 단계는 상기 피측정 용기 내의 온도를 측정하는 단계를 포함하고,The steps a-2, a-3, a-5 and a-6 include measuring the temperature in the vessel under measurement, 상기 a-2, a-3, a-5 및 a-6 단계에서 측정된 온도에 기초하여 상기 피스톤의 계산된 단면적 및 상기 피측정 용기의 계산된 부피를, 온도가 높아진 만큼 부피를 감소시키거나 온도가 낮아진 만큼 부피를 증가시켜서 보정하는 단계(a-8 단계);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 측정 방법.Reduce the calculated cross-sectional area of the piston and the calculated volume of the vessel under test based on the temperatures measured in steps a-2, a-3, a-5 and a-6, as the temperature increases Compensating by increasing the volume as the temperature is lowered (step a-8); Volume measurement method further comprising. 부피를 알고 있는 용기에 단면적을 알고 있는 피스톤 및 실린더를 포함하는 부피 가변 장치를 부착하는 단계(b-1 단계);Attaching a volume varying device comprising a piston and a cylinder of known cross-sectional area to a vessel of known volume (step b-1); 상기 용기에 부피를 측정하고자 하는 시료를 넣는 단계(b-2 단계);Putting a sample to be measured in a volume (step b-2); 상기 용기를 밀폐하고 상기 용기의 초기 압력을 측정하는 단계(b-3 단계);Closing the vessel and measuring the initial pressure of the vessel (step b-3); 상기 부피 가변 장치의 상기 피스톤을 제 3 이동 거리만큼 이동시키고 상기 용기의 변화된 압력을 측정하는 단계(b-4 단계);Moving the piston of the variable volume device by a third travel distance and measuring the changed pressure of the vessel (step b-4); 상기 용기의 부피, 상기 피스톤의 단면적, 상기 제 3 이동 거리 그리고 상기 b-3 및 b-4 단계에서 측정된 압력에 기초하여 상기 시료의 부피를 측정하는 단계(b-5 단계);를 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 측정 방법.Measuring the volume of the sample based on the volume of the vessel, the cross-sectional area of the piston, the third travel distance and the pressure measured in steps b-3 and b-4 (step b-5); A volumetric method, characterized in that. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 b-3 및 b-4 단계는 상기 용기 내의 온도를 측정하는 단계를 포함하고,The steps b-3 and b-4 comprise measuring the temperature in the vessel, 상기 b-3 및 b-4 단계에서 측정된 온도에 기초하여 상기 시료의 계산된 부피를, 온도가 높아진 만큼 부피를 감소시키거나 온도가 낮아진 만큼 부피를 증가시켜서 보정하는 단계(b-6 단계);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 측정 방법.Correcting the calculated volume of the sample based on the temperature measured in steps b-3 and b-4 by decreasing the volume by increasing the temperature or increasing the volume by decreasing the temperature (step b-6). Volumetric method, characterized in that it further comprises. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 용기의 부피 및 상기 피스톤의 단면적은 제 5 항의 a-1 내지 a-7 단계에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 부피 측정 방법.The volume of the vessel and the cross-sectional area of the piston are measured by the steps a-1 to a-7 of claim 5. 부피를 측정하고자 하는 피측정 용기에 단면적을 알고 있는 피스톤 및 실린더를 포함하는 부피 가변 장치를 부착하는 단계(c-1 단계);Attaching a volume varying device including a piston and a cylinder having a known cross section to a vessel to be measured (step c-1); 상기 피측정 용기를 밀폐하고 상기 용기의 초기 압력을 측정하는 단계(c-2 단계);Closing the vessel under measurement and measuring an initial pressure of the vessel (step c-2); 상기 부피 가변 장치의 상기 피스톤을 제 4 이동 거리만큼 이동시키고 상기 용기의 변화된 압력을 측정하는 단계(c-3 단계);Moving the piston of the variable volume device by a fourth travel distance and measuring the changed pressure of the vessel (step c-3); 상기 피스톤의 단면적, 상기 제 4 이동 거리 그리고 상기 c-2 및 c-3 단계에서 측정된 압력에 기초하여 상기 피측정 용기의 부피를 측정하는 단계(c-4 단계);를 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 측정 방법.Measuring the volume of the vessel under measurement based on the cross-sectional area of the piston, the fourth travel distance and the pressure measured in the steps c-2 and c-3 (step c-4). Volumetric method to do. 제 10 항에 있어서, The method of claim 10, 상기 c-2 및 c-3 단계는 상기 피측정 용기 내의 온도를 측정하는 단계를 포함하고,The steps c-2 and c-3 include measuring a temperature in the vessel to be measured, 상기 c-2 및 c-3 단계에서 측정된 온도에 기초하여 상기 피측정 용기의 계산된 부피를, 온도가 높아진 만큼 부피를 감소시키거나 온도가 낮아진 만큼 부피를 증가시켜서 보정하는 단계(c-5 단계);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 측정 방법.Correcting the calculated volume of the container under measurement based on the temperature measured in steps c-2 and c-3 by decreasing the volume by increasing the temperature or increasing the volume by decreasing the temperature (c-5). Step); further comprising a volume measurement method. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 피스톤의 단면적은 제 5항의 a-1 내지 a-7 단계에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 부피 측정 방법.The cross sectional area of the piston is measured by the steps a-1 to a-7 of claim 5.
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