Способ измерения замкнутых объемов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пт 1 968618 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 280481 (21) 3280323/18-10с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Опубликовано 23.1082. Бюлле 1 ень Мо 39Дата опубликования описания 23. 10, 82 И 1 М. Кл.з 0 01 Р 17/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71 Заявител 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАМКНУТЫХ ОБЪЕМОВ ь соо тельная емковетственнои - объеьв эталомерительной- температураи измерителькостей. ь-уа5 ной и измкостей талонной ой емЧ и довательно б т н 5 е газа в эталоности и давлениесистеме эталоность - измерии Р авлеой емазаая е 0 Йзобретение относится к измери-. тельной технике и ьюжет быть испол зовано для измерения сложных замки тых объемов, наприьер внутренних объемов различных конструкций и установок, свободного объема пор изделий с открытой пористостью и др.Известны способы определения объе- мов емкостей с помощью эталонной ем О кости путем измерения разности дав лений вводимого в них воздуха газа). Согласно этим способам вакууми-, руют эталонный и измеряеьай объем, заполняют газом 1,воздухом ) эталонный объем, измеряют параметры газа1 в эталонном объеме ( давление и температуру ), после чего соединяют эталонный объем с измеряеьнм и определяют давление и температуру в сис. теме измеряемая емкость - эталонная емкость. Величину иэмеряеьюго объема рассчитывают по формуле(-тии - тти - ) н,.тзЭталонный объем Ч 3 включает в сея собственно объем, эталонной емкоси Ч , объем трубок Чр и объем входого отверстия крана ЧкрЧв сЧ + Чтр. + ЧкрВеличину Чсв й Ч можно измерить с определенной точностью, а величиной Ч обычно пренебрегать иэ-за трудкрностей его измерения. Объем трубок Чтр при ьюнтаже системы может изменяться эа счет использования штуцеров, переходников, муфт и других соединительных элементов в случае металлических конструкций и эа счет изменения размеров трубок при сварке - в случае применения стеклянных конструкций. Это уменьшает точность определения величины эталонного объема и, как следствие, величины изме"968618И РТаким образом, предлагаемый спо ", соб основан не на сравнении объемов и на измерении массы газа в системе эталонный - объем измерительная емкость, а на измерении массы газа в измеряемом объеме. Благодаря этому устраняются ошибки, связанные с измерением эталонного объема и определением его веса, Хотя измеряемый объем включает объем трубок и объем выходного отверстия экрана, но эти два объема являющая составной частью измеряемого объема при любых условиях его работы и нет необходимости вычленять из их общего объема, т.е. знать их величину.Измерение объемов производили следующим образом.В емкость произвольного объема помещают предварительно взвешенное ,рабочее тело и соединяют ее с изме 65 ряемого объема. Точность определения измеряемого объема снижается и за счет наличия свободного объема разделительных устройств в открытом состоянии (отсечных, перепускных, разделительных и других кранов) 1 5 и 123.Известны также способы определения объемов емкостей, включающие создание избыточного давления газа в эталонной емкости, определение массы 0 газа в ней путем взвешивания до и после создания избыточного давления, соединение эталонной емкости с измеряемой емкостью и определение искомого объема по измеренным начальным и конечным параметрам газа и весу газа. Кроме того, гаэ перед взвешиванием сжижают,а скорость его перетекания из эталонной емкости в измеряемую и его температуру регулируютиспарителем 3.Известные способы обладают недостатками, связанными с необходимостью использования эталонной емкости с точным определением веса эталон,- ной емкости до и после заполнения ее газом, особенно когда эталонная емкость имеет значительные размеры.Использование сжиженных-газов ус" ложняет аппаратурное оформление процесса измерения, в частности, вы- З 0 зывает необходимость применения криогенной техники и испарителей. Кроме того, использование сжиженных газов делает процесс измерения более трудоемким. 35 Целью изобретения является повышение точности и упрощения процесса измерения.Указанная цель достигается тем, . 40 что согласно способу измерения замкнутых объемов, включающему помещение рабочего тела - источника газа в эталонную емкость, определение массы газа в ней путем взвешивания эталон ной емкости до и после помещения в нее рабочего тела, соединение эталонной и измеряемой емкостей и перепус-. кание газа в измерительную емкость путем нагрева рабочего тела, измере ние начальных и конечных параметров газа в системе эталонная емкость измеряемая емкость и определение из меряемого объема вакуумиррют емкости до давления не выше 510 мм рт.ст., 55 а нагревают рабочее тело до 50-900 фС, отсекают измеряемую емкость, опреде" ляют параметры газа в ней, а количество находящегося в измеряемой ем кости газа определяют вне емкости произвольного объема по изменению массы рабочего тела до и после нагрева.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 условия частичного или полного, разложения твердых гидридов метал" лов или сплавов. При использовании их в качестве рабочего тела, количество гидрида, помещаемого в емкость произвольного объема может Выбираться иэ ого условия, что иэ одного куби. ческого сантиметра гидрида можно получить до 1,6 л водорода при нормальных условиях.Вакуумирование емкостей перед нагревом тела позволяет предотвратить окисление гидрида в процессе его нагрева, что могло бы отрицательно сказаться на точности измерения. Значение величины вакуума определено экспериментально.Расчет величины измеряемого объема проводят с помощью обобщенного газового закона по формуле где Р, Чи Ти - давление, объем итемпература измеряемого объема,а - масса газа в измеряемом объеме;И - молярный вес газа;Р - газовая постоянная.Масса газа в в измеряемом объеме равно изменению веса рабочего телаВ ф В - В,где щ и в - вес рабочего тела до1 . 2и после нагрева.Величину измеряемого объема определяют из выражения)бьем Температурнагрева рабочего тела, С Давлениегаза визмеряемой емкости,Величинаизмеряемогообъема,мЗ Изменение веса рабо чего тела емператуа измеяемой емости, С мм рт,ств Гидрид титана 227,16 541,78 0,0132 21,3 Гидрид иттрия Гидридна основеИдй 1 2 10 100 формула изобретения ВНИИПИ Заказ 8145/67 Тираж 673 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 ряемым объемом. Затем емкости вакуумируют и производят нагреь рабочего тела. После достижения определенного давления газа в измеряемойемкости ее отсекают от емкости произвольного объема и определяют койечные параметры газа в ней. Рабочее тело охлаждают до комнатной Использование предлагаемого способа позволяет повысить точность н упростить процесс измерения.Повышение точности .измерения 35 постигается тем, что предлагаемый способ не налагает ограничений на точность измерения величины емкости произвольного объема и ее веса, а также благодаря уменьшению числа измеряемых параметров.Упрощение процесса измерениядостигаетсяза счет того, что в предлагаемом способе не используются сжиженные газы и, следовательно, криогенная техника. 1, Способ измерения замкнутых 5 О объемов, включающий помещение рабочего тела - источника газа в эталонйую емкость, определение массы газа в ней путем взвешивания эталонной емкости до и после помещения в нее 55 рабочего тела, соеденение эталонной и измеряемой емкостей и перепускание газа в измерительную емкость путем нагрева рабочего тела, измерение начальных и конечных параметров 66 газа в системе эталонная емкость температуры, извлекают иэ емкости произвольного объема и определяют его вес. После этого рассчитывают величину измеряемого объема.В таблице приведены использованные рабочие тела и параметры процессов измерения величины трех различи 1 х замкнутых объемов. 23726 0,0073 287,06 689,34 0,0302 408,78 измеряемая емкость и определениеизмеряемого объема, о тл и ч а ю -щ и й с я тем, ".то, с целью повьиаения точности и упрощения процесса измерения, вакуумируют емкости до давления не вьпае 5.10 З мм рт. ст., нагревают рабочее тло до 50-900 ОСотсекают измеряемую емкость, определяют параметры газа в ней, а количество находящегося в измеряемой емкости газа определяют вне емкостипроизвольного объема по изменениюмассы рабочего тела до и после нагрева.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве эталонной емкости используют емкостьпроизвольного объема,3. Способ по и. 1, отличающ и й с я тем, что в качестве рабочего тела используют твердые гидриды металлов или сплавов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 210408, кл. Я 01 Р 17/00, 1968.2. Патент США Р 3962916,кл. 73-149, 19743, Авторское свидетельство сссРР 670809,кл, Я 01 Р 17/00,1978 (про"тотип).