一種不規(guī)則容器的容積測(cè)量系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量系統(tǒng)，具體涉及一種不規(guī)則容器的容積測(cè)量系統(tǒng)及方法。屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前測(cè)量容器容積的方法主要有三種:微(零)壓差比較法、電腦模擬容積測(cè)量法、注水注液測(cè)量法。
[0003]微(零)壓差比較法是用兩個(gè)盛有相同壓力氣體的體積相同的容器分別與可調(diào)容積的比較容器和待測(cè)容器連通，比較容器和待測(cè)容器之間設(shè)有微壓差計(jì)，調(diào)節(jié)比較容器的容積使壓差為零，從而根據(jù)波義耳定律得出待測(cè)容器容積等于比較容器當(dāng)前容積。這種方法有以下缺點(diǎn):1、波義耳定律(在密閉容器中的定量氣體，在恒溫下，氣體的壓強(qiáng)和體積成反比)成立的條件是在恒溫狀態(tài)下，該方法并沒(méi)有恒定溫度;2、該方法忽略了管路的容積，對(duì)測(cè)量結(jié)果有一定影響；3、要使比較容器和待測(cè)容器的壓差為零，必須調(diào)節(jié)比較容器，使其體積等于待測(cè)容器，為了測(cè)量各種體積的待測(cè)容器，比較容器的體積必須有較大的調(diào)節(jié)范圍，必然會(huì)影響到比較容器調(diào)節(jié)的精度。
[0004]電腦模擬容積測(cè)量法是用三維軟件建立數(shù)學(xué)模型的方法計(jì)算體積，但是產(chǎn)品成型后會(huì)有一定程度的變形，電腦模擬不能真實(shí)的反映待測(cè)容器的有效容積。
[0005]注液法存在氣腔體和液體灑濺等情況，測(cè)量不夠精確，且對(duì)容器的后期處理較為麻煩，測(cè)量效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不規(guī)則容器的容積測(cè)量系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明還提供了一種利用該容積測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量不規(guī)則容器的容積的方法，在恒溫恒壓環(huán)境下，采用充壓法，利用波義耳定律計(jì)算出被測(cè)容器的容積，測(cè)量精度高。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0009]—種不規(guī)則容器的容積測(cè)量系統(tǒng)，其設(shè)置于恒溫恒壓實(shí)驗(yàn)室中，包括依次連通的供壓裝置、加壓罐和待測(cè)容器，所述加壓罐上連接壓力表I，供壓裝置和加壓罐之間設(shè)有供壓閥門，加壓罐和待測(cè)容器之間設(shè)有加壓閥門。
[0010]所述恒溫恒壓實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)有溫度計(jì)和壓力表II。
[0011]所述待測(cè)容器為不規(guī)則容器。
[0012]所述壓力表I為六位數(shù)字液晶顯示的精密壓力表。
[0013]—種利用上述容積測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量不規(guī)則容器的容積的方法，具體步驟如下:
[0014](I)設(shè)定恒溫恒壓實(shí)驗(yàn)室的溫度To和壓力Po，并在測(cè)量過(guò)程中保持恒定，待測(cè)容器內(nèi)的初始?jí)毫礊镻o;
[0015](2)關(guān)閉加壓閥門，打開供壓閥門，開啟供壓裝置給加壓罐供壓，達(dá)到設(shè)定壓后關(guān)閉供壓閥門，其中P1SPo;
[0016](3)打開加壓閥門，加壓罐給待測(cè)容器供壓，壓力達(dá)到平衡后，從壓力表I讀取加壓罐和待測(cè)容器的壓力P2;
[0017](4)計(jì)算待測(cè)容器的容積:根據(jù)波義耳定律，建立方程AW+Vd+PMVo+VdzPWo+V1+V2+V3)，根據(jù)方程得出Vo = [ (P1-P2) (V1+V2) / (P2-Po) ] -V3;式中，Vo為待測(cè)容器容積，Vi為加壓罐容積，V2為連接加壓罐的管路容積，V3為連接待測(cè)容器的管路容積。
[0018]所述步驟(I)中，利用溫度計(jì)和壓力表II監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度和壓力，以保持恒定。
[0019]所述步驟(3)中，待測(cè)容器為不規(guī)則容器。
[0020]所述步驟(3)中，所述壓力表I為六位數(shù)字液晶顯示的精密壓力表。
[0021]所述步驟(4)中，V2為加壓罐與供壓閥門之間，以及與加壓閥門之間的管路容積之和。
[0022]所述步驟(4)中，V3為待測(cè)容器與加壓閥門之間的管路容積。
[0023]本發(fā)明的有益效果:
[0024]本發(fā)明利用氣體特性測(cè)量被測(cè)容器的容積，測(cè)量后不需要對(duì)被測(cè)容器進(jìn)行后期處理，提高了測(cè)量效率;在恒溫恒壓環(huán)境中測(cè)量，避免了溫度對(duì)氣體狀態(tài)的影響；不需要比較容器，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，并且避免了比較容器調(diào)節(jié)范圍過(guò)大造成的誤差;將管路的容積也計(jì)算在內(nèi)，測(cè)量結(jié)果更加精確。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)示意圖；
[0026]其中，I為供壓裝置，2為供壓閥門，3為加壓罐，4為壓力表1，5為加壓閥門，6為待測(cè)容器，7為恒溫恒壓實(shí)驗(yàn)室。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，應(yīng)該說(shuō)明的是，下述說(shuō)明僅是為了解釋本發(fā)明，并不對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行限定。
[0028]實(shí)施例:
[0029]如圖1所示，本發(fā)明的容積測(cè)量系統(tǒng)設(shè)置于恒溫恒壓實(shí)驗(yàn)室7中，包括依次連通的供壓裝置1、加壓罐3和不規(guī)則待測(cè)容器6，加壓罐3上連接六位數(shù)字液晶顯示的精密壓力表I4(其量程為0.1?6Mpa，精度等級(jí)為0.005%,即十萬(wàn)分之五級(jí)，誤差范圍為土300Pa，如實(shí)驗(yàn)壓力為3Mpa左右，測(cè)量誤差僅在萬(wàn)分之一左右)，供壓裝置I和加壓罐3之間設(shè)有供壓閥門2，加壓罐3和待測(cè)容器6之間設(shè)有加壓閥門5。恒溫恒壓實(shí)驗(yàn)室7內(nèi)設(shè)有溫度計(jì)和壓力表II，以監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度和壓力，使其保持恒定。其中，供壓裝置I為用于提供氣體壓力的裝置，例如空壓機(jī)或氣栗。
[0030]本發(fā)明的容積測(cè)量系統(tǒng)的具體操作步驟如下:
[0031](I)設(shè)定恒溫恒壓實(shí)驗(yàn)室7的溫度To和壓力Po，并在測(cè)量過(guò)程中利用溫度計(jì)和壓力表II監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度和壓力，以保持恒定，待測(cè)容器內(nèi)的初始?jí)毫礊镻o;
[0032](2)關(guān)閉加壓閥門5，打開供壓閥門2，開啟供壓裝置I給加壓罐3供壓，達(dá)到設(shè)定壓力卩!后關(guān)閉供壓閥門2，其中P1SP0;
[0033](3)打開加壓閥門5，加壓罐3給不規(guī)則的待測(cè)容器6供壓，壓力達(dá)到平衡后，從六位數(shù)字液晶顯示的精密壓力表I 4讀取加壓罐3和不規(guī)則待測(cè)容器6的壓力P2;
[0034](4)計(jì)算不規(guī)則待測(cè)容器6的容積:根據(jù)波義耳定律，建立方程:P1 (VdV2)+Po (V0+V3) = P2 (V0+V1+V2+V3)，根據(jù)方程得出 Vo = [ (P1-P2) (V1+V2)/(P2-Po)] -V3;式中，Vo為不規(guī)則待測(cè)容器6容積，％為加壓罐3容積，V2為連接加壓罐3的管路容積(加壓罐與供壓閥門之間，以及與加壓閥門之間的管路容積之和)，V3為連接不規(guī)則待測(cè)容器6的管路容積(待測(cè)容器與加壓閥門之間的管路容積)。
[0035]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種不規(guī)則容器的容積測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，其設(shè)置于恒溫恒壓實(shí)驗(yàn)室中，包括依次連通的供壓裝置、加壓罐和待測(cè)容器，所述加壓罐上連接壓力表I，供壓裝置和加壓罐之間設(shè)有供壓閥門，加壓罐和待測(cè)容器之間設(shè)有加壓閥門。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容積測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述恒溫恒壓實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)有溫度計(jì)和壓力表II。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容積測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述待測(cè)容器為不規(guī)則容器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容積測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力表I為六位數(shù)字液晶顯示的精密壓力表。5.—種利用權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的容積測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量不規(guī)則容器的容積的方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)設(shè)定恒溫恒壓實(shí)驗(yàn)室的溫度To和壓力Po，并在測(cè)量過(guò)程中保持恒定，待測(cè)容器內(nèi)的初始?jí)毫礊镻o; (2)關(guān)閉加壓閥門，打開供壓閥門，開啟供壓裝置給加壓罐供壓，達(dá)到設(shè)定壓力丹后關(guān)閉供壓閥門，其中P1SPo; (3)打開加壓閥門，加壓罐給待測(cè)容器供壓，壓力達(dá)到平衡后，從壓力表I讀取加壓罐和待測(cè)容器的壓力P2; ⑷計(jì)算待測(cè)容器的容積:根據(jù)波義耳定律，建立方程:Pim+Vd+PMVo+VdzPKVo+Vi+V2+V3)，根據(jù)方程得出Vo= [(P1-P2) (VdV2)Z(P2-Po) ]-V3;式中，Vo為待測(cè)容器容積，V1為加壓罐容積，V2為連接加壓罐的管路容積，V3為連接待測(cè)容器的管路容積。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，利用溫度計(jì)和壓力表II監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度和壓力，以保持恒定。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，所述步驟(3)中，待測(cè)容器為不規(guī)則容器。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，所述步驟(3)中，所述壓力表I為六位數(shù)字液晶顯示的精密壓力表。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，所述步驟(4)中，V2為加壓罐與供壓閥門之間，以及與加壓閥門之間的管路容積之和。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，所述步驟(4)中，V3為待測(cè)容器與加壓閥門之間的管路容積。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不規(guī)則容器的容積測(cè)量系統(tǒng)及方法，其在恒溫恒壓環(huán)境下，采用充壓法，利用波義耳定律計(jì)算出被測(cè)容器的容積，測(cè)量精度高。其設(shè)置于恒溫恒壓實(shí)驗(yàn)室中，包括依次連通的供壓裝置、加壓罐和待測(cè)容器，加壓罐上連接壓力表I，供壓裝置和加壓罐之間設(shè)有供壓閥門，加壓罐和待測(cè)容器之間設(shè)有加壓閥門。
【IPC分類】G01F17/00
【公開號(hào)】CN105628129
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510996891
【發(fā)明人】吳波, 彭鵬, 儲(chǔ)有為, 楊冬, 劉定
【申請(qǐng)人】安徽威邁光機(jī)電科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日