[發明專利]一種多物理場作用下材料體積變化測量裝置及其方法

在審

• 申請號: 201711330640.9
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107843549A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 曾廣勝
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 任重,馮振寧

1.一種多物理場作用下材料體積變化測量裝置，其特征在于，包括一端開口的容器一、容器二、調壓控制裝置和加熱器；

所述容器一的開口端與所述容器二的一端密封連接，所述容器二的另一端連接有測量器；所述容器一和容器二組合形成容納空間，所述容納空間用于盛放被測材料和惰性液體，所述惰性液體浮在被測液體的上部；

所述調壓控制裝置與所述測量器的連接，用于調節容納空間的內部壓力；

所述加熱器上還設置有物理場發生器，所述加熱器用于加熱容納空間內的物料。

2.根據權利要求1所述多物理場作用下材料體積變化測量裝置，其特征在于，所述測量器為超細測量管；

所述超細測量管直徑小于3 mm。

3.根據權利要求1所述多物理場作用下材料體積變化測量裝置，其特征在于，所述容器一上還設置有壓力傳感器，用于實時測量容器一的內部壓力。

4.根據權利要求1所述多物理場作用下材料體積變化測量裝置，其特征在于，所述調壓控制裝置包括氣泵、閥門一、導氣管一、閥門二和導氣管二；

所述氣泵通過所述導氣管一與所述測量器連接，所述導氣管二與所述閥門二連接在所述導氣管一上，置于所述閥門一與所述氣泵之間。

5.根據權利要求1所述多物理場作用下材料體積變化測量裝置，其特征在于，所述測量裝置還包括液體輸送裝置，所述液體輸送裝置用于輸送所述惰性液體；

所述液體輸送裝置包括輸送泵、閥門三和輸送管，所述輸送泵通過所述輸送管與所述容器一或所述容器二連接，所述閥門三用于控制所述惰性液體的輸送量以及所述高分子材料膨脹時的回流。

6.根據權利要求1所述多物理場作用下材料體積變化測量裝置，其特征在于，所述加熱器為水浴、油浴、氣體、輻射或電阻絲中任意一種。

7.根據權利要求1所述多物理場作用下材料體積變化測量裝置，其特征在于，所述物理場發生器包括超聲波、射線或電磁波中任意一種。

8.根據權利要求1所述多物理場作用下材料體積變化測量裝置，其特征在于，所述被測材料為顆粒、粉末、溶液或懸浮液中任意一種。

9.根據權利要求1所述多物理場作用下材料體積變化測量裝置，其特征在于，所述惰性液體為硅油、亞麻仁油、食用油、煤油、二-2-氰乙基醚或N-葵基苯中任意一種。

10.一種運用權利要求1~9任一項所述測量裝置的多物理場作用下材料體積變化測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.誤差校正：對所使用惰性液體進行測量，得到其在不同環境下的體積變化量；

S2.稱取一定質量的被測材料，加入容器一中，同時加入確定量的惰性液體，記錄惰性液體液面在測量器中的刻度值V1；

S3.啟動加熱器，對被測材料加熱，使其熔融成熔體，保持壓力不變，調節被測材料的溫度，體積變化，導致惰性液體液面在測量器中的位置發生變化，記錄對應溫度下的刻度值V2，V2與V1的差值與測量器橫截面積相乘，即可得到材料在相同壓力不同溫度時的體積變化；

S4.啟動加熱器，對被測材料加熱，調節被測材料的溫度，體積變化，導致惰性液體液面在測量器中的位置發生變化，啟動調壓控制裝置，調節容器一內的壓力到設定值，記錄對應溫度與壓力下的刻度值V3，V3與V1的差值與測量器橫截面積相乘，即可得到材料在不同壓力不同溫度時的體積變化；

S5.保持壓力不變，啟動加熱器，對被測材料加熱，調節被測材料的溫度，體積變化，導致惰性液體液面在測量器中的位置發生變化，啟動物理場發生器，給被測材料施加一定強度的超聲波、射線或電磁波，記錄對應溫度與物理場作用強度下的刻度值V4，V4與V1的差值與測量器橫截面積相乘，即可得到材料在不同溫度不同物理場作用下的體積變化；

S6.誤差校核：將上述步驟所得體積結果，減去該狀態下，該質量克數惰性氣體的體積變化值，即可消除因為惰性氣體體積變化而造成被測材料體積變化測量的誤差。