SU968618A1 - Способ измерени замкнутых объемов - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАМКНУТЫХ ОБЪЁМОВ

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  сложных замкнутых объемов, например внутренних объемов различных конструкций и уста новок, свободного объема пор изделий с открытой пористостью и др.

Известны способы определени  объемов емкостей с помощью эталонной емкости путем измерени  разности дав лений вводимого в них воздуха .(газа ). Согласно этим способам вакууми-, руют эталонный и измер емй объем, заполн ют газом (воздухом) аталонный объем, измер ют параметры газа в этёшонном объеме (давление и температуру ), после чего соедин ют этсшонный объем с измер емым и определ ют давление и температуру в сис теме измер ема  емкость - эталонна  емкость. Величину измер емого объема рассчитывают по формуле

Pa.Vi . Ри(Уд + УИ)

ь Ра и Р - давление газа в эталонной емкости и давление газа в системе эталонна  емкость - измерительна  емкость соответственно;V

V- и Vji, - объемы эталонной и измерительной емкостей

Тэ и Тц - температура эталонной и измерительной емкостей . следовательно

10

РЭ-Т(Д

(ЛтЬ

Эталонный объем УЗ включает в -себ  собственно объем,эталонной емкости Vg, объем трубок УР и объем вход15 ного отверсти  крана

vS + V

+ V

Vs

тр

кр

Величину V и V,p можно измерить с определенной точностью, а величиной обычно пренебрегать из-за труд20 ностей его измерени . Объем трубок VTP при монтаже системы может измен тьс  за счет использовани  штуцеров , переходников, муфт и других соединительных элементов в случае

25 металлических конструкций и за счет изменени  размеров трубок при св&рке - в случае применени  стекл нных конструкций. Это уменьшает точность определени  величин эталонного объе30 ма и, как следствие, величины измер емогр объема. Точность определени измер емого объема снижаетс  и за счет наличи  свободного объема разделительных устройств в ОТКЕЯЛТОМ состо нии (отсечных, перепускных, разделительных и других кранов)fl и 2. Известны также способы определен объемов емкостей, включающие создание избыточного давлени  газа в эта лонной емкости, определение массы газа в ней путем взвешивани  до и после создани  избыточного давлени  соединение эталонной емкости с изме р емой емкостью и определение искомого объема по измеренным начальным |И коиечным параметрам газа и весу газа. Кроме того, газ перед взвешиванием сжижают а скорость его перетекани  из эталонной емкости в изме р емую и его температуру регулируют испарителем 3. Известные способы обладают недостатками , св занными с необходимостью использовани  эталонной емко ти с точным определением веса этало ной емкости до и после заполнени  ее газом, особенно когда эталонна  емкость имеет значительные размеры. Использование сжиженных-газов ус ложн ет аппаратурное оформление процесса измерени , в частности, вы зывает необходимость применени  криогенной техники и испарителей. Кроме того, использование сжиженных газов делает процесс измерени  боле трудоемким. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и упрощени  процесса измерени . Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу измерени  замкн тых объемов, включающему помещение рабочего тела - источника газа в эталонную емкость, определение массы газа в ней путем взвешивани  эталонной емкости до и после помещени  в нее рабочего тела, соединение эталон ной и измер емой емкостей и перепус канйе газа в измерительную емкость путем нагрева рабочего тела, измерение начальных и конечных параметров газа в системе эталонна  емкость измер ема  емкость и определение измер емого объема вакуумируют емкости до давлени  не выше 5-10 мм рт.ст а нагревают рабочее тело до 50-900 0 отсекают измер емую емкость, определ ют параметры газа в ней, а количество наход щегос  в измер емой etfкости газа определ ют вне емкости произвольного объема по изменению массы рабочего до и после нагре ва. Кроме того, в качестве эталонной емкости используют емкость произвольного объема. Причем в качестве рабочего тела используют твердые гидриды металлов или сплавов. Нижний и верхний пределы температур нагрева рабочего тела выбраны из услови  частичного или полного, разложени  твердых гидридов металлов или сплавов. При использовании их в качестве рабочего тела, количество гидрида, помещаемого в емкость произвольного объема может Выбиратьс  из того услови , что из одного куби. ческого сантиметра гидрида можно получить до 1,6л водорода при нормальных услови х. Вакуумирование емкостей перед нагревом тела позвол ет предотвратить окисление гидрида в процессе его нагрева, что могло бы отрицательно сказатьс  на точности измерени . Значение величины вакуума определено экспериментально. Расчет величины измер емого объема провод т с помощью обобщенного тазового закона по формуле где Р, V и TH - давление, объем и температура измер емого объема/ m - масса газа в измер емом объеме М - мол рный вес газа R - газовсш посто нна . Масса газа m в измер емом объеме равно изменению веса рабочего тела m m - nij, ГДР m и т -. вес рабочего тела до iи после нагрева. Величину измер емого объема определ ют из выражени  m | - т г Таким образом/ предлагаемый спо. соб основан не на сравнении объемов и на измерении массы газа в системе эталонный - объем измерительна  емкость, а на измерении массы газа в измер емом объеме. Благодар  этому устран ютс  ошибки, св занные с измерением эталонного объема и определением его веса. Хот  измер емый объем включает объем трубок и объем выходного отверсти  экрана, но эти два объема  вл ютс  составной частью измер емого объема при любых услови х его работы и нет необходимости вычлен ть из их общего объема , т.е. знать их величину. Измерение объемов производили следующим образом. в емкость произвольного объема помещают предварительно взвешенное .рабочее тело и соедин ют ее с измер емым объемом. Затем емкости вакуумируют и производ т нагрев рабочего тела. После достижени  определенного давлени  газа в измер емой емкости ее отсекают от емкости произвольного объема и определ ют конечные параметры газа в ней. Рабочее тело охлаждают до комнатной

температуры, извлекают из егдкости произвольного объема и определ ют его вес. После этого рассчитывают величину H3NsepneMoro объема.

В таблице приведены использованные рабочие тела и процессов измерени  величины трех различных замкнутых объемов.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Способ измерения замкнутых (объемов, включающий помещение рабочего тела - источника газа в эталонную емкость, определение массы газа в ней путем взвешивания эталонной емкости до и после помещения в нее рабочего тела, соеденение эталонной и измеряемой емкостей и перепускание газа в измерительную емкость путем нагрева рабочего тела, измерение начальных и конечных параметров газа в системе эталонная емкость измеряемая емкость и определение _t измеряемого объема, о т;-.л и ч а тощий с я тем, то, с целью повьнпе35 ния точности и упрощения процесса из· мерения, вакуумируют емкости до давления не выше 5-Ю'³ мм рт. ст., нагревают рабочее тгло до 50-900°С/ •отсекают измеряемую емкость, определяют параметры газа в ней, а количество находящегося в измеряемой емкости газа определяют вне емкости произвольного объема по изменению массы рабочего тела до и после нагрева.
2. 2. Способ поп. 1, отличающий с я тем, что в качестве эталонной емкости используют емкость произвольного объема.
3. 3. Способ поп. 1, отличаю 50 щ и й с я тем, что в качестве рабочего тела используют твердые гидриды металлов или сплавов.