[发明专利]一种不规则固体体积测量装置及测量方法

说明书

本发明提供了一种不规则固体体积测量装置及测量方法，通过改变被测不规则固体所在的测量装置的气体体积并测量不同体积下的压力，运用理想气体状态方程，计算出被测不规则固体体积。本发明测量装置结构简单，易于制作、维护；制作成本低，可靠性高；测量精度高，重复性好；测量步骤简单，容易操作。

技术领域

本发明属于体积测量技术领域，具体涉及一种不规则固体体积测量装置及测量方法。

背景技术

目前，常用的外形不规则固体的体积测量方法有：

(1)称重法：如果已知密度，可以通过直接测量质量，用质量除以密度的方式，换算出该固体的体积。对于不知密度的固体(例如该物质为混合物，且不知每种物质的混合比)，则不可采用此方法。

(2)淹没法：对于可淹没于某种液体的固体，在可计量的容器中盛入液体，将被测固体完全淹没于液体后，测量上升的液体体积，上升的液体体积等于淹没的固体体积。对于不可淹没于任何液体的固体，则不可采用此方法。

综上，对于外形不规则的固体，如果存在既不知密度又不可淹没于任何液体的情形，则无法采用上述的称重法或淹没法来测量体积。至于三维超声法，一般用在医学上，测量精度受到多种因素影响，且费用较高。

CN105258756B公开了一种测量不规则固体体积的装置和测量方法，根据气体在低温低压下P-V-T间的关系服从理想气体状态方程，来测量不规则固体的体积，其测量方法分为三步，第一步：空腔，压缩体积并测量压力；第二步：放入已知体积的标准样块，压缩体积并测量压力；第三步：放入被测固体，压缩体积并测量压力；反复三次实验后采用固定体积差和测量压力差计算被测固体体积。该专利通过压缩空气驱动油面去改变密闭空间的体积，测量装置结构复杂，成本高；在测量室液面上升的过程中判断液面到达初始位置后(或在压缩状态下到达预设位置后)，需要迅速关闭第二阀门、第三阀门，由于关阀操作需要时间，导致实际液面与初始位置(或预设位置)存在因操作而导致的误差，而且该误差每次均不同，难以消除，该误差直接影响公式的计算；且其只给出了气体压缩测量方法，不适用于被测固体在压力下体积收缩的情形。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种不规则固体体积测量装置及测量方法。

本发明的原理如下：

根据理想气体状态方程，低温低压下密闭空间内的气体，气体分子数量恒定时有“P*V/T＝恒定”的特性，当温度T不变时，压力P与体积V成反比。本发明在恒温环境下，通过改变被测不规则固体所在的测量装置的气体体积并测量不同体积下的压力，运用理想气体状态方程，计算出被测不规则固体体积。

本发明采用的技术方案是：

一种不规则固体体积测量装置，包括密封容器、密封盖、密封圈、紧固件、导压管、压力表、连接管及活塞注射器，压力表通过导压管与密封容器连通，活塞注射器通过连接管与密封容器连通，活塞注射器上开设有压力平衡孔；密封容器一侧设有密封圈，密封盖通过紧固件与密封圈压紧连接。

本发明紧固件为螺栓及螺母。

本发明活塞注射器的压力平衡孔用于在活塞运动时进气或排气，平衡内外压力。

本发明活塞注射器还设置有活塞固定装置，用于对活塞位置进行固定，方便操作人员记录压力表读数。

本发明活塞注射器和活塞固定装置均标注刻度，固定装置在制造时经过精密测量和调试，可消除操作人员目测活塞位置时存在的目视误差。

一种不规则固体体积测量方法，采用上述一种不规则固体体积测量装置，包括以下步骤：