УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ ЖИДКОСТИ Советский патент 1974 года по МПК G01N7/14 

Изобретение относится к устройствам для измерения физических величин и может быть использовано при проведении теплофизического эксперимента с целью быстрого измерения давлеичия насыщенных паров жидкостей. Известно устройство для измерения давления насыщенных паров жидкости, содержащее частично заполненный исследуемым веществом сосуд, снабженный датчиком температуры и соединенный со стороны жидкой фазы с прибором для измерения давления, и систему создания регулируемой температуры опыта. Для каждого значения температуры опыта t измеряется соответствующее давление паров р, и Б результате находится зависимость р f(t). Недостатком известного устройства является то, что для измерения давления обычно используется ртутный манометр. При повыщенных температурах, когда давление насыщенных паров жидкостей может достигать величины порядка нескольких атмосфер, использовать ртутный манометр весьма затруднительно, так как столб ртути, уравновешиБающий давление пара в сосуде, должен иметь высоту несколько метров. Кроме того, изменение высоты ртутното столба в манометре приводит к уменьшению объема жидкой фазы в сосуде, что крайне нежелательно при исследованиях многокомпонентных жидкостей, для которых давление насыщенных паров зависит от соотнощения объемов жидкой и паровой фаз. Использование при повыщенных температурах других приборов для точного измерения давления, например грузопорщневого манометра или образцового пружинного манометра, требует создания специального разделителя, отделяющего исследуемое вещество от прибора и не вносящего искажений в измеряемое давление. В противном случае невозможна нормальная работа прибора, тщательная очистка всего устройства и смена исследуемого вещества. Целью изобретения является упрощение измерительной аппаратуры и повыщение точности измерения за счет отказа от использования прибора, измеряющего абсолютное давление (или избыточное по отнощению к атмосферному), и поддержания постоянного соотнощения жидкой и паровой фаз исследуемой жидкости. В предложенном устройстве эта цель достигается благодаря тому, что оно содержит два идентичных герметичных обогреваемых сосуда, заполненных частично одинаковым количеством исследуемой жидкости, к которым со стороны жидкой фазы присоединен датчик фиксированного перепада давления.

Датчик является органом управления регулятора нагревателя одного из сосудов. Оба сосуда нагреваются таким образом, что в процессе опыта между ними поддерживается постоянный, заранее заданный, перепад давлений при этом непрерывно измеряются разность температур сосудов А/ и температура одного из сосудов. По значениям А/з и h.t определяется зависимость давления от температуры.

На чертеже показано предложенное устройство.

Устройство содержит два идентичных измерительных блока в виде сосудов 1 к 2, ртутный датчик 3 фиксированного перепада давления, состоящий из U-образной трубки с впаянными платиновыми контактами 4 vi 5 и трубки 6 для заполнения устройства исследуемой жидкостью и ртутью. Каждый из сосудов 1, 2 имеет термопарную гильзу 7 для размещения датчиков температуры, например спаев термопар, и нагревательную систему, состоящую из медной трубы 8, нагревателя 9 и регулятора напряжения 10, являющегося регулятором нагревателя. Нагреватель сосуда 2 включен в цепь через реле 11. Сосуды /, 2, датчик 3, трубка 6 и термопарйая гильза 7 могут быть выполнены из стекла и составлять единое целое.

Для заполнения устройство устанавливается так, чтобы трубка 6 находилась сверху. В каждый сосуд заливается одинаковое нужное количество ртути. Затем устройство присое|Диняется к линии загрузки исследуемой жидкостью. Сосуды заполняются одинаковым количеством жидкости под вакуумом, после чего производится отпайка устройства по трубке 6.

Перед началом опыта температура в обоих сосудах одинакова и уровень ртути в правом и левом коленах датчика 3 одинаков. Включается нагреватель сосуда 1, температура и давление в нем увеличиваются, при этом уровень ртути в левом .колеяе датчика уменьщается, а в правом повыщается до тех пор, пака уровень ртути в П)равом колене не достигнет контакта 4. В этот момент срабатывает реле и включается нагреватель сосуда 2. После этого в сосуде 2 также начинают

увеличиваться температура и давление, вследствие чего перепад давления на датчике умеиьщается и ртуть перестает касаться контакта 4. В этот момент реле включает нагреватель сосуда 2. Процесс повторяется многократно. Таким образом регулируется мощность нагревателя сосуда 2 и между сосудами поддерживается постоянный перепад давления, который задается разностью уровней ртути в коленах датчика 3. Температура в сосуде / все время плавно повыщается, при этом также достаточно плавно растет и температура в правом сосуде 2. Соотнощение мощностей нагревателей подбирается таким, чтобы колебания уровня ртути в датчике были минимальными. Непрерывно записывается разность температур сосудов А/ и температура одного сосуда t. В результате получают кривые зависимости А/ и i от времени при постоянном перепаде давления Ар, по которым находится зависимость

-fit }

),

где ср - средняя температура сосудов, найденная по значениям tj и Аг.

Учитывая малые значения А/, находят в конечном итоге искомую зависимость давления от температуры. Экспериментальная проверка устройства показала, что погрещность в определении давления составляет 2-3%.

Предмет изобретения

Устройство для измерения давления насыщенных паров жидкости, содержащее измерительный бло1К, вьшолненный в виде заполHeHiKoro до определенного уровня исследуемой жидкостью герметичного сосуда, снабженного датчиком температуры и нагревателем с регулятором, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, устройство снабжено вторым идентичным измерительным блоком, регулятор нагревателя которого имеет орган управления, выполненный в виде датчика перепада давления между сосудами.