1.一种测量不规则物体体积的装置,其特征在于:
包括装样室、测量室、储油室、空压机、阀门、单通道控制器、压力传感器、第一计算机和第二计算机;
装样室为一带有盖体的密封钢质容器,用于放置待测的不规则固体;装样室的盖体上设有气体入口和压力传感器,气体入口通过对外连接的第一阀门与外部气体相连通,压力传感器与第一计算机连接;
测量室为一透明的钢化玻璃室,室壁上设有刻度,测量室上设有气体入口,气体入口通过对外连接的第一阀门与外部气体相连通;
储油室一为密封钢质容器,室内装有轻质液压油,储油室和测量室通过管道连接,管道上设有第二阀门,储油室上设有气体入口,气体入口连接管道,管道上设有第三阀门;
空压机为装置提供压力来源,空压机和储油室通过单通道控制器连接,单通道控制器与第三阀门连接,单通道控制器可以把空压机输出的气体定压定流速地输进储油室,单通道控制器与第二计算机连接,其输出气体的压力和流速是通过第二计算机上的软件来实现。
2.应用权利要求1所述的测量不规则物体体积的装置测量不规则物体体积的方法,包括在装置的装样室不放置固体时的压缩实验,在装样室放入已知体积的标准样块时的压缩实验,以及在装样室放入待测固体时压缩实验,其特征在于具体步骤如下:(1)在装样室中不放置固体进行压缩实验,打开第一计算机实时监测装样室的压力变化;
(2)打开第一阀门,使装样室、测量室与大气相通;
(3)打开空压机,使空压机产生气压并储藏在自身的储气罐里;
(4)打开第二计算机,通过软件控制单通道控制器控制通入储油室气体的压力为
10kPa、流量为50sccm;
(5)从第一计算机读取此时装样室的压力值,用P1表示,P1一般为0;
(6)依次打开第三阀门、第二阀门,随着气体进入储油室,储油室里的压强越来越大,使储油室里的油进入测量室;
(7)不断通过第二计算机的软件调整流入10kPa-30kPa气体压力和50sccm-100sccm流量,使测量室里的油面高度到达压缩前的高度,压缩前的油面高度用h0表示,此时迅速依次关闭第二阀门、第三阀门,通过第二计算机的软件关闭单通道控制器输出的气流;
(8)关闭第一阀门,使装样室、测量室与大气隔绝;
(9)再通过第二计算机的软件使单通道控制器输出10kPa-60kPa的气压和
200sccm-300sccm流量;
(10)依次打开第三阀门、第二阀门,使测量室里的油面高度上升一个确定的值△h,根据固体的大小自行设置,迅速关闭第二阀门、第三阀门,已知测量室的截面积为A,则气体体积压缩量△V=A·△h,再通过第二计算机的软件使单通道控制器输出的气流压力和流量都为0;(11)从第一计算机读取此时装样室里的压力值,用P2表示;
(12)依次打开第三阀门、第二阀门、第一阀门,使测量室里的油流回储油室,当测量室里的油面到达h0时,迅速关闭第二阀门、第三阀门;
(13)此时△V=A·△h,△P=P2-P1;
(14)打开装样室,放进一个已知体积的标准样块,其体积为Vc;
(15)打开第一阀门,使装样室、测量室与大气相通;
(16)打开第二计算机,通过软件控制单通道控制器控制通入储油室气体的压力为
10kPa、流量为50sccm;
(17)从第一计算机读取此时装样室的压力值,用Pc1表示,Pc1一般为0;
(18)依次打开第三阀门、第二阀门,随着气体进入储油室,储油室里的压强越来越大,使储油室里的油进入测量室;
(19)不断通过第二计算机软件调整流入10kPa-30kPa气体压力和50sccm-100sccm流量,使测量室里的油面高度到达压缩前的高度h0,此时迅速依次关闭第二阀门、第三阀门,通过第二计算机的软件使单通道控制器输出的气流压力和流量都为0;
(20)关闭第一阀门,使装样室、测量室与大气隔绝;
(21)通过第二计算机的软件使单通道控制器输出一个与步骤(9)相同的气压和流量;
(22)依次打开第三阀门、第二阀门,使测量室里的油面上升一个同步骤(10)相同的值△h后,迅速关闭第二阀门、第三阀门,已知测量室的截面积为A,则气体压缩量为△V=A·△h,通过第二计算机的软件使单通道控制器输出的气流压力和流速都为0;
(23)从第一计算机读取此时装样室里的压力值,用Pc2表示;
(24)依次打开第三阀门、第二阀门、第一阀门,使测量室里的油流回储油室,当测量室里的油面到达压缩前的高度h0时,迅速关闭第二阀门、第三阀门;
(25)此时Vc已知,气体压力变化值△Pc=Pc2-Pc1;
(26)打开装样室,拿出标准样块,放进待测固体,再盖紧装样室;
(27)打开第二计算机,通过软件控制单通道控制器控制通入储油室气体的压力为
10kPa、流量为50sccm;
(28)从第一计算机读取此时装样室的压力值,用Px1表示,Px1一般为0;
(29)依次打开第三阀门、第二阀门,随着气体进入储油室,储油室里的压强越来越大,使储油室里的油进入测量室;
(30)不断通过第二计算机软件调整流入10kPa-30kPa气体压力和50sccm-100sccm流量,使测量室里的油面高度到达压缩前的高度h0,此时迅速依次关闭第二阀门、第三阀门,通过第二计算机的软件使单通道控制器输出的气流压力和流量都为0;
(31)关闭第一阀门,使装样室、测量室与大气隔绝;
(32)通过第二计算机的软件使单通道控制器输出一个与步骤(9)相同的气压和流量;
(33)依次打开第三阀门、第二阀门,使测量室里的油面上升一个同步骤(10)相同的值△h后,迅速关闭第二阀门、第三阀门,已知测量室的截面积为A,则气体压缩量为△V=A·△h,通过第二计算机的软件使单通道控制器输出的气流压力和流速都为0;
(34)从第一计算机读取此时装样室里的压力值,用Px2表示;
(35)依次打开第三阀门、第二阀门、第一阀门,使测量室里的油流回储油室,当测量室里的油面到达压缩前的高度h0时,迅速关闭第二阀门、第三阀门;
(39)此时△Px=Px2-Px1;
(40)通过上述反复三次试验可以求出△V=A·△h,△P=P2-P1;
△Pc=Pc2-Pc1,△Px=Px2-Px1,Vc已知,再通过下式可计算出不规则固体的体积Vx的值。