[發明專利]能自平衡加壓的液體比熱容測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201410064752.4
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103837567A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 何一堅;高能;蔣云云;陳光明;溫豐碩
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種能自平衡加壓的液體比熱容測量裝置，其特征在于，包括相互連通的壓力平衡機構以及測量機構，所述壓力平衡機構包括：

儲液罐；

進液管，位于儲液罐的外側，進液管上設有第一閥門，且進液管一端與儲液罐相連；

出液管，位于儲液罐的外側，出液管上設有第二閥門，且一端與儲液罐固定，另一端與所述測量機構固定；

所述測量機構包括：

測量池，用于容納被測液體，且測量池與出液管相連；

加熱元件，位于測量池的外側，加熱所述測量池；

第一溫度傳感器，用于測定測量池外壁的溫度；

第一熱流測量元件，分布在測量池的外壁，用于測定測量池的熱流量信號；

壓力傳感器，用于測量被測液體的壓力。

2.根據權利要求1所述的能自平衡加壓的液體比熱容測量裝置，其特征在于，所述測量機構還包括填充在加熱元件和測量池之間的保溫介質。

3.根據權利要求2所述的能自平衡加壓的液體比熱容測量裝置，其特征在于，還包括用于容納所述測量池、加熱元件、第一溫度傳感器、第一熱流測量元件的加熱箱，所述加熱箱的內側壁均布有所述加熱元件，加熱箱內還設有對比池，該對比池與測量池相對于加熱箱的中心線對稱布置，對比池的外壁設有測定對比池的熱流量信號的第二熱流測量元件。

4.根據權利要求3所述的能自平衡加壓的液體比熱容測量裝置，其特征在于，所述對比池的外壁設有用于測定對比池外壁溫度的第二溫度傳感器。

5.根據權利要求4所述的能自平衡加壓的液體比熱容測量裝置，其特征在于，所述對比池通過管路連接有對比罐，該管路上設有第三閥門，所述對比罐的外側固定有帶有第四閥門的操作管，所述儲液罐和所述對比罐相關于加熱箱的中心線對稱，且所述對比罐和對比池之間的管路與出液管關于加熱箱的中心線對稱。

6.根據權利要求1～5任意一項所述的能自平衡加壓的液體比熱容測量裝置，其特征在于，所述儲液罐的中下部還設有取樣管，該取樣管上設有第五閥門。

7.一種液體比熱容的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）提供相互連通的儲液罐和測量池，將儲液罐和測量池抽真空，抽真空后，將儲液罐的閥門關閉，使儲液罐和測量池構成一個封閉的腔體；

2）對測量池進行均勻加熱，測定在測量池內部為真空狀態時測量池外壁的溫度信號T＇和測量池外壁的熱流量信號HF_blank；

3）在儲液罐和測量池的內部為真空狀態下，關閉儲液罐和測量池之間的閥門，向儲液罐內充注被測液體，待被測液體穩定后，打開儲液罐和測量池之間的閥門，使被測液體填滿測量池，且被測液體填滿測量池時，儲液罐內還具有部分被測液體；

4）向儲液罐內充入平衡氣體，至設定壓力后停止充入，并將儲液罐的閥門關閉，使儲液罐和測量池構成一個封閉的腔體；

5）對測量池進行均勻加熱，測定在測量池內充滿被測液體時測量池外壁的溫度信號T和測量池外壁的熱流量信號HF_sample；

6）通過計算得到被測液體的比熱容Cp，計算公式為：其中，dT/dt是步驟5）采集到的測量池外壁的溫度信號T對時間的導數，即升溫速率；ρ是被測液體的密度；V是測量池的容積。

8.根據權利要求7所述的液體比熱容的測量方法，其特征在于，所述步驟3）中，當被測液體為混合液體時，應依據各液體在室溫下飽和壓力，由低到高的順序依次充注至儲液罐中，待混合液體壓力穩定且混合均勻后再打開儲液罐和測量池之間的閥門，同時通過儲液罐的取樣管抽取適量混合液體，確定混合液體各成分的確切比例。