[發明專利]一種用氣體狀態變化法測量不規則大容積方法

在審

• 申請號: 202011151721.4
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112197831A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 包福兵;尹招琴;凃程旭;鄭樂梅
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01F17/00
• 分類號: G01F17/00
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發明涉及一種用氣體狀態變化法測量不規則大容積方法。本發明依據范德瓦爾斯氣體狀態方程，通過壓力計、溫度計測得不規則大容積充氣前腔體的壓力、溫度與充氣后的腔體的壓力，再使用氣體流量計測得充氣后的氣體流量，通過測得壓力、溫度與氣體流量即可計算得到待測的不規則大容積腔體的大容積，具有嚴格的理論基礎，可靠性高，可快速準確的測量不規則大容積腔體的大容積。本發明的測量范圍根據使用的裝置測量范圍，本發明不受環境和理想氣體的限制，可以在任意環境和氣體下，進行高精度、快速準確的測量出不規則大容積腔體的大容積；同時使用減壓閥與節流閥，可以減少壓力過高與充氣過程中對腔體的損害，盡可能做到無損檢測。

技術領域

本發明屬于測量技術領域，具體是一種用氣體狀態變化法測量不規則大容積方法。

背景技術

國內外容積計量方法有兩大類，液位法和靜壓法。液位法是利用各種液位傳感器測量容器內液體高度，再通過測量液體溫度和密度換算出容器的容積或質量。靜壓法是利用傳感器測量容器內液體靜壓力，根據容器的幾何參數由計算機或其他相應二次儀表計算出容積或質量。

液位法應用于不規則大容積的測量，會導致較大誤差。輪船在海上受波浪顛簸影響，由于液位波動，用液位法測量不準確。考慮油箱內燃油的安全性，不能有電火花，帶電傳感器受限制；靜壓法只適用于規則容器的容積測量。

還有以理想氣體測量不規則物體體積，但是它是將物體放進壓力箱內，只能測量小物體的體積，且嚴重受環境因素和理想氣體的影響。

綜上所述，受種種技術條件和環境因素所限，上述測量方法存在測量過程復雜、精度不高和不能測量大容積等缺點，無法準確的實現對不規則大容積腔體的容積測量。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種用氣體狀態變化法測量不規則大容積方法。

本發明旨在使用氣體狀態變化法實現不規則大容積的腔體容積的快速、準確測量。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用氣體狀態變化法測量不規則大容積方法，該方法使用氣泵、減壓閥、氣體流量計、節流閥、壓力計和溫度計，這些器件的連接關系如下：

所述氣泵的出氣口通過第一導氣管與氣體流量計的進氣口連接，第一導氣管上安裝有減壓閥，所述氣體流量計的出氣口通過第二導氣管與被測腔體的進氣口連接，第二導氣管上安裝有節流閥，所述被測腔體內部安裝有溫度計和壓力計；

該方法的具體步驟是：

S1：使用壓力計測量被測腔體內壓力，記錄讀數P₁，使用溫度計測量被測腔體內溫度T。

S2：打開減壓閥、節流閥，使用氣泵對被測腔體進行充氣。

S3：調節氣體流量計，使用壓力計和溫度計測量被測腔體內充氣后的壓力，記錄氣體流量計的讀數Q和壓力計的讀數P₂。

S4：計算出被測腔體的容積V。

其中，n₁為充氣前被測腔體內物質的量，n₂為充氣后被測腔體內物質的量，R為比例常數，b為考慮了范氏氣體分子占有一定體積而引進的范氏修正量，n₂-n₁由氣體流量計的讀數Q計算得到。

與現有的技術相比：依據范德瓦爾斯氣體狀態方程，通過壓力計、溫度計測得不規則大容積充氣前腔體的壓力、溫度與充氣后的腔體的壓力，再使用氣體流量計測得充氣后的氣體流量，通過測得壓力、溫度與氣體流量即可計算得到待測的不規則大容積腔體的大容積，具有嚴格的理論基礎，可靠性高，可快速準確的測量不規則大容積腔體的大容積。