[發明專利]一種基于差壓法的玻璃微珠內壓力測試裝置與方法

有效

• 申請號: 202011216727.5
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112525411B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 張俊;宋辰辰;李新成;孟金龍;孫唯斌;張帥帥;付鏑
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01L11/00
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

1.一種基于差壓法的玻璃微珠內壓力測試裝置，其特征在于，包括測量腔(1)、對比腔(2)、液壓裝置(3)、差壓計(4)、絕壓計(5)、熱電偶(6)、高壓氣瓶(7)，所述測量腔(1)、對比腔(2)內均設有活塞(8)，且所述液壓裝置(3)的驅動端分別連接兩組活塞(8)的上端，兩組熱電偶(6)的測量端分別位于測量腔(1)、對比腔(2)內，所述測量腔(1)、對比腔(2)的底端均通過管道連接絕壓計(5)，且所述差壓計(4)位于測量腔(1)、對比腔(2)底端之間的管道上，所述高壓氣瓶(7)的進氣端分別連接測量腔(1)、對比腔(2)。

2.根據權利要求1所述的一種基于差壓法的玻璃微珠內壓力測試裝置，其特征在于：所述測量腔(1)、對比腔(2)的底端之間的管道上還設有平衡閥(9)，所述平衡閥(9)和差壓計(4)位于平行的兩組管道上。

3.根據權利要求2所述的一種基于差壓法的玻璃微珠內壓力測試裝置，其特征在于：所述高壓氣瓶(7)的進氣端設有截止閥(10)。

4.一種基于差壓法的玻璃微珠內壓力測試方法，采用權利要求3所述的一種基于差壓法的玻璃微珠內壓力測試裝置，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：稱取質量為m的空心玻璃微珠裝填至測量腔(1)，裝填相同體積的實心玻璃微珠至對比腔(2)，兩活塞(8)分別壓至測量腔(1)和對比腔(2)腔室入口位置；

步驟2：打開高壓氣瓶(7)進氣端截止閥(10)，高壓氣體充滿測量腔(1)和對比腔(2)后關閉截止閥(10)，打開測量腔(1)、對比腔(2)之間的平衡閥(9)至兩腔體內壓力平衡后關閉平衡閥(9)，采集此時測量腔(1)壓縮氣體前溫度T₀和測量腔(1)內氣體壓力P₀；

步驟3：啟動液壓裝置(3)驅動活塞(8)壓縮測量腔(1)和對比腔(2)內高壓氣體，活塞(8)向下運動至空心玻璃微珠完全破碎后關閉液壓裝置(3)，記錄活塞(8)移動過程中測量腔(1)和對比腔(2)絕對壓力的變化值、測量腔(1)內空心玻璃微珠破碎前后壓強的差壓值ΔP以及測量腔(1)壓力最低值測量腔(1)溫度T₂；

步驟4：根據理想氣態方程，得到空心玻璃微珠內壓力值P_X、測量腔(1)在微珠破碎前氣體壓強P₂和溫度T₀、測量腔(1)在微珠破碎后氣體壓強P₁和溫度T₂以及測量腔(1)內空心玻璃微珠破碎前后壓強的差壓值ΔP的關系，從而得到空心玻璃微珠內壓力值P_X的值。

5.根據權利要求4所述的一種基于差壓法的玻璃微珠內壓力測試方法，其特征在于：所述空心玻璃微珠內壓力值P_X、測量腔(1)在微珠破碎前氣體壓強P₂和溫度T₀、測量腔(1)在微珠破碎后氣體壓強P₁和溫度T₂以及測量腔(1)內空心玻璃微珠破碎前后壓強的差壓值ΔP的關系為：

P_XV_ball+P₂(V₁-V_ball)＝P₁V₁ (1)

P₂＝P₁+ΔP (3)

將(1)、(2)、(3)式結合，可得空心玻璃微珠內壓力值P_X：

式中：

V₀為測量腔(1)總體積，單位為mm³；

V₁為壓縮后測量腔(1)體積，單位為mm³；

V_ball為空心玻璃微珠所占體積，單位為mm³。