一種測定氣體標準比容的教學實驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其包括：質量測量模塊，包括通過第一管道連接的被測氣體鋼瓶1和質量流量計2；指示模塊，包括帶刻度觀察玻璃8的鋼瓶柱6，壓力表3，及通過水銀通道13與所述鋼瓶柱6底部連接的中空壓力容器7，在所述中空壓力容器內底部中心位置固設有一無頂蓋水銀槽14，所述水銀通道13伸入所述水銀槽底部，所述水銀槽14內充有水銀；液壓模塊，包括通過第四管道與所述中空壓力容器7連接的手動液壓裝置9和通過第五管道與所述第四管道連接的油罐10；其中，所述鋼瓶柱6置于一高低溫槽5內。本實用新型提供的測定氣體標準比容的教學實驗裝置安全性高、溫度可精準控制。
【專利說明】
一種測定氣體標準比容的教學實驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種教學實驗裝置，特別涉及一種測定氣體標準比容的教學實驗
目.0
【背景技術】
[0002]氣體比容測試儀是用來測試不同參數下氣體密度或比容的儀器，傳統的教學類比容測試儀僅能測試二氧化碳氣體，并且被測氣體被密封在有機玻璃管內，在壓力較大的工況容易導致玻璃管爆炸而危及學生安全;氣體的溫度用水浴控制，時間慢且溫度不穩定，導致實驗結果出現較大偏差。
[0003]綜上所述，一種安全性高、溫度可精準控制的測定氣體標準比容的教學實驗裝置亟待開發。
【實用新型內容】
[0004]鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種安全性高、溫度可精準控制的測定氣體標準比容的教學實驗裝置。
[0005]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其包括:
[0006]質量測量模塊，包括通過第一管道連接的被測氣體鋼瓶I和質量流量計2;
[0007]指示模塊，包括帶刻度觀察玻璃8的鋼瓶柱6，通過第三管道與所述鋼瓶柱6的頂部連接的壓力表3，及通過水銀通道13與所述鋼瓶柱6底部連接的中空壓力容器7，所述質量流量計2通過第二管道與所述第三管道連接，在所述中空壓力容器內底部中心位置固設有一無頂蓋水銀槽14，所述水銀通道13伸入所述水銀槽底部，所述水銀槽14內充有水銀；
[0008]液壓模塊，包括通過第四管道與所述中空壓力容器7連接的手動液壓裝置9和通過第五管道與所述第四管道連接的油罐10;
[0009]其中，所述鋼瓶柱6置于一高低溫槽5內。
[0010]優選地，所述被測氣體鋼瓶I上設有流量閥門。
[0011]優選地，所述第二管道上設有第一閥門4。
[0012]優選地，在所述中空壓力容器7和所述第五管道之間的所述第四管道上設有第二閥門11。
[0013]優選地，所述第五管道上設有第三閥門12。
[0014]優選地，所述水銀通道13從上往下依次包括直管段15，與所述直管下端連接并向下呈錐形延伸的收縮段16，與所述收縮段下端連接并垂直向下延伸的緩沖段17及與所述緩沖段下端相連并垂直向下延伸的進液段18，所述進液段18的直徑小于所述緩沖段17的直徑，所述進液段18的下端離所述水銀槽14底部的距離為0.2?0.5cm。
[0015]優選地，在所述第三管道和在所述第一閥門4之間的所述第二管道上設有一排氣管，所述排氣管上設有第四閥門19。
[0016]優選地，所述油罐10內充滿液態油。
[0017]優選地，所述水銀的體積為所述水銀槽14容積的1/2?3/4，在所述中空壓力容器7中除水銀部分的其他空間充滿所述液態油。
[0018]優選地，所述水銀的體積大于所述鋼瓶柱6的容積。
[0019]所述測定氣體標準比容的教學實驗裝置的工作原理:
[0020]I)排氣階段:關閉流量閥門、第一閥門4、第四閥門19及第二閥門11，開啟第三閥門12，手動操作手動液壓裝置9，將油罐10中的液態油吸入手動液壓裝置9，關閉第三閥門12，開啟第二閥門11和第四閥門19，手動液壓裝置9將液態油壓入中空壓力容器，位于水銀槽內的水銀被液態油擠壓通過水銀通道進入鋼瓶柱6，從而擠壓殘留在鋼瓶柱6的雜質氣體從排氣管排出，當水銀被擠壓至鋼瓶柱6頂部的時候，排氣結束。
[0021]2)測量階段:關閉第四閥門19，打開被測氣體鋼瓶I的流量閥門和第一閥門4，手動液壓裝置9緩緩減壓，被測氣體向鋼瓶柱6中充注，水銀下降，當水銀下降至所述鋼瓶柱6底部，關閉流量閥門和第一閥門4。手動液壓裝置9將液態油壓入中空壓力容器，位于水銀槽內的水銀被液態油擠壓，通過水銀通道進入鋼瓶柱6從而擠壓被測氣體，被測氣體的壓力通過壓力表3測出，被測氣體的溫度通過高低溫槽5的溫度顯示單元讀出，被測氣體的體積可從帶刻度觀察玻璃8上的刻度讀出的氣柱高度與鋼瓶柱6的截面積算出，進而算出被測氣體的在任意(P，T)狀態下的標準比容。
[0022]如上所述，本實用新型的一種測定氣體標準比容的教學實驗裝置具有以下有益效果:I)該測定氣體標準比容的教學實驗裝置采用被測氣體鋼瓶，氣體容量可自由控制且被測氣體鋼瓶可填充任意氣體，打破一個裝置只能測一種氣體的局限；2)該測定氣體標準比容的教學實驗裝置設置質量流量計，便于測量流過質量流量計的氣體質量;3)將被測氣體鋼瓶置于高低溫槽內，與傳統水浴相比，便于精確控制溫度且溫度穩定性好;4)該測定氣體標準比容的教學實驗裝置采用帶刻度觀察玻璃的鋼瓶柱代替傳統的有機玻璃管，避免有機玻璃管在過大壓力的工況下爆炸的危險，便于觀察的同時也提高了安全性。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型所述測定氣體標準比容的教學實驗裝置的結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型中所述水銀通道的結構示意圖；
[0025]標號說明:
[0026]1-被測氣體鋼瓶;2-質量流量計;3-壓力表；4-第一閥門；5-高低溫槽;6-鋼瓶柱；7-中空壓力容器;8-帶刻度觀察玻璃;9-手動液壓裝置；10-油罐；11-第二閥門；12-第三閥門；13-水銀通道;14-水銀槽;15-直管段;16-收縮段;17-緩沖段;18-進液段;19-第四閥門。
【具體實施方式】
[0027]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0028]請參閱圖。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“頂部”、“底部”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0029]如圖1及圖2所示，本實用新型提供一種測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其包括，質量測量模塊，包括通過第一管道連接的被測氣體鋼瓶I和質量流量計2;
[0030]指示模塊，包括帶刻度觀察玻璃8的鋼瓶柱6，通過第三管道與所述鋼瓶柱6的頂部連接的壓力表3，及通過水銀通道13與所述鋼瓶柱6底部連接的中空壓力容器7，所述質量流量計2通過第二管道與所述第三管道連接，在所述中空壓力容器內底部中心位置固設有一無頂蓋水銀槽14，所述水銀通道13伸入所述水銀槽底部，所述水銀槽14內充有水銀；
[0031]液壓模塊，包括通過第四管道與所述中空壓力容器7連接的手動液壓裝置9和通過第五管道與所述第四管道連接的油罐10;
[0032]其中，所述鋼瓶柱6置于一高低溫槽5內。
[0033]所述被測氣體鋼瓶I上設有流量閥門。
[0034]所述第二管道上設有第一閥門4。
[0035]在所述中空壓力容器7和所述第五管道之間的所述第四管道上設有第二閥門11。
[0036]所述第五管道上設有第三閥門12。
[0037]所述水銀通道13從上往下依次包括直管段15，與所述直管下端連接并向下呈錐形延伸的收縮段16，與所述收縮段下端連接并垂直向下延伸的緩沖段17及與所述緩沖段下端相連并垂直向下延伸的進液段18，所述進液段18的直徑小于所述緩沖段17的直徑。所述進液段18的下端離所述水銀槽14底部的距離為0.2?0.5cm。
[0038]在所述第三管道和在所述第一閥門4之間的所述第二管道上設有一排氣管，所述排氣管上設有第四閥門19。
[0039]所述油罐10內充滿液態油。
[0040]所述水銀的體積為所述水銀槽14容積的1/2?3/4，在所述中空壓力容器7中除水銀部分的其他空間充滿所述液態油。
[0041 ]所述水銀的體積大于所述鋼瓶柱6的容積。
[0042]所述測定氣體標準比容的教學實驗裝置的工作原理:
[0043]I)排氣階段:關閉流量閥門、第一閥門4、第四閥門19及第二閥門11，開啟第三閥門12，手動操作手動液壓裝置9，將油罐10中的液態油吸入手動液壓裝置9，關閉第三閥門12，開啟第二閥門11和第四閥門19，手動液壓裝置9將液態油壓入中空壓力容器，位于水銀槽內的水銀被液態油擠壓通過水銀通道進入鋼瓶柱6，從而擠壓殘留在鋼瓶柱6的雜質氣體從排氣管排出，當水銀被擠壓至鋼瓶柱6頂部的時候，排氣結束。
[0044]2)測量階段:關閉第四閥門19，打開被測氣體鋼瓶I的流量閥門和第一閥門4，手動液壓裝置9緩緩減壓，被測氣體向鋼瓶柱6中充注，水銀下降，當水銀下降至所述鋼瓶柱6底部，關閉流量閥門和第一閥門4。手動液壓裝置9將液態油壓入中空壓力容器，位于水銀槽內的水銀被液態油擠壓，通過水銀通道進入鋼瓶柱6從而擠壓被測氣體，被測氣體的壓力通過壓力表3測出，被測氣體的溫度通過高低溫槽5的溫度顯示單元讀出，被測氣體的體積可從帶刻度觀察玻璃8上的刻度讀出的氣柱高度與鋼瓶柱6的截面積算出，進而算出被測氣體的在任意(Ρ，τ)狀態下的標準比容。
[0045]以上僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
[0046]氣體比容測試儀是用來測試不同參數下氣體密度或比容的儀器，傳統的教學類比容測試儀僅能測試二氧化碳氣體，并且被測氣體被密封在有機玻璃管內，在壓力較大的工況容易導致玻璃管爆炸而危及學生安全;氣體的溫度用水浴控制，時間慢且溫度不穩定，導致實驗結果出現較大偏差。
[0047]新增質量流量計2，質量流量計2與盛有被測氣體的鋼瓶I連接，可向實驗剛柱6中充注被測氣體，打破一個裝置只能測一種氣體的局限；增添實驗剛柱6，避免壓力過大時導致設備爆炸。鋼柱6上開有細長的帶刻度的玻璃窗8，可觀察被測氣體的狀態和水銀柱的高度。新增高低溫槽5，保證了被測氣體溫度的穩定性。
[0048]將被測氣體的鋼瓶I與質量流量計2的接口相連，向實驗鋼柱8中充注被測氣體，充注的氣體的質量可由質量流量計2讀出。充注完成后關閉鋼瓶I，關閉閥門4。開啟閥門12，手動操作手動液壓裝置9，將油罐10中的機油吸入9，關閉閥門12，開啟閥門11，將9中的油壓入水銀鋼瓶7，令水銀擠壓被測氣體，被測氣體的壓力通過壓力表3測出，被測氣體的溫度通過高低溫槽讀出，被測氣體體積可由玻璃柱8上的刻度讀出的氣柱高度與鋼瓶的截面積算出，進而算出被測氣體的在任意(Ρ，Τ)狀態下的標準比容。
【主權項】
1.一種測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其特征在于，其包括: 質量測量模塊，包括通過第一管道連接的被測氣體鋼瓶(I)和質量流量計(2); 指示模塊，包括帶刻度觀察玻璃(8)的鋼瓶柱(6)，通過第三管道與所述鋼瓶柱(6)的頂部連接的壓力表(3)，及通過水銀通道(13)與所述鋼瓶柱(6)底部連接的中空壓力容器(7)，所述質量流量計(2)通過第二管道與所述第三管道連接，在所述中空壓力容器內底部中心位置固設有一無頂蓋水銀槽(14)，所述水銀通道(13)伸入所述水銀槽底部，所述水銀槽(14)內充有水銀； 液壓模塊，包括通過第四管道與所述中空壓力容器(7)連接的手動液壓裝置(9)和通過第五管道與所述第四管道連接的油罐(10); 其中，所述鋼瓶柱(6)置于一高低溫槽(5)內。2.根據權利要求1所述的測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其特征在于:所述被測氣體鋼瓶(I)上設有流量閥門。3.根據權利要求1所述的測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其特征在于:所述第二管道上設有第一閥門(4)。4.根據權利要求1所述的測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其特征在于:在所述中空壓力容器(7)和所述第五管道之間的所述第四管道上設有第二閥門(11)。5.根據權利要求1所述的測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其特征在于:所述第五管道上設有第三閥門(12)。6.根據權利要求1所述的測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其特征在于:所述水銀通道(13)從上往下依次包括直管段(15)，與所述直管下端連接并向下呈錐形延伸的收縮段(16)，與所述收縮段下端連接并垂直向下延伸的緩沖段(17)及與所述緩沖段下端相連并垂直向下延伸的進液段(18)，所述進液段(18)的直徑小于所述緩沖段(17)的直徑，所述進液段(18)的下端離所述水銀槽(14)底部的距離為0.2?0.5cm。7.根據權利要求3所述的測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其特征在于:在所述第三管道和在所述第一閥門(4)之間的所述第二管道上設有一排氣管，所述排氣管上設有第四閥門(19)。8.根據權利要求1所述的測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其特征在于:所述油罐(10)內充滿液態油。9.根據權利要求8所述的測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其特征在于:所述水銀的體積為所述水銀槽(14)容積的1/2?3/4，在所述中空壓力容器(7)中除水銀部分的其他空間充滿所述液態油。10.根據權利要求1或9所述的測定氣體標準比容的教學實驗裝置，其特征在于:所述水銀的體積大于所述鋼瓶柱(6)的容積。
【文檔編號】G09B23/00GK205719853SQ201620610027
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月21日
【發明人】程向明
【申請人】蘇州科技大學