[实用新型]一种测量罐

说明书

技术领域

本实用新型涉及物体测量领域，具体涉及一种测量罐。

背景技术

在对一些物质进行力学计量时，如测量物质质量、重力等，需要借助测量罐作为测量过程中的被测物质的承载体，如果测量过程所处空间介质对测量罐有浮力，例如空气中受到空气浮力，水中受到水的浮力等，这些浮力就会直接加入到测量的量值中。那么如果在测量的过程中浮力发生变化会直接影响测量结果的准确性。

例如在流体质量计量测量过程中，流体物质充入测量罐的过程中会造成测量罐温度、压力的变化，这些变化会直接带来测量罐所受的浮力变化，为了精确地测量质量值这些浮力改变量必须进行控制或修正。

这些浮力改变包括的影响因素如下：

1)测量罐体温度造成环境流体流动的附加浮力影响

测量罐体外表面温度与环境温度的不同带来周围环境介质的流动，通过流体对测量罐产生的作用力会带来测量值的改变。例如在空气中测量时，当罐体温度高于环境温度时，测量罐加热周围空气，围绕测量罐周围的空气形成向上的气流，产生向上的附加力，天平的测量值小于测量罐的实际质量，从而造成

测量值偏小。

当罐体温度低于环境温度时，同理天平的测量值会大于测量罐的实际质量，从而造成测量值会偏大。

2)测量罐温度对浮力的影响

例如当测量罐温度升高时，一般测量罐的体积会增大，造成测量罐体所受的浮力增加。

3)测量罐内压力对浮力的影响

当测量罐内压力升高时，测量罐的体积会增大，会造成测量罐所受的浮力增加。

针对以上所述的浮力变化，现有的控制和修正的方法有如下几种：

1)理论计算进行浮力修正

采用理论计算的方法可以对浮力改变进行浮力修正，主要针对影响因素中测量罐温度和压力造成的测量罐体积变化带来的浮力变化。但考虑到测量罐本身并不是一个理想的几何体，测量罐材料也不可能达到绝对的均匀。那么在测量罐发生变形时，测量罐的变形也会是不均匀的，测量罐实际体积的变化会与理论评估的结果存在差距，具有较大的不确定性。

同样，通过理论计算进行浮力修正，对于上面由于罐体温度与环境温度不等，带来的气流的影响很难评估，所以无法对这一项影响进行修正。

2)测量罐覆盖保温层

当对测量罐覆盖保温层后，可以阻隔测量罐与外界环境的热交换，如果保温良好，基本可以消除前面提到的所处环境介质流动流体的影响。

但保温材料并不能阻隔测量罐本身由于温度或内压力而产生的变形。虽然具有弹性保温材料的外表面体积不会发生较大的改变，但是罐体产生浮力的有效体积仍然会产生改变，同时由于保温层的存在，这个有效体积变化量的不确定性进一步增多。

由于保温层对于所处环境介质并不是完全密封的，所以保温材料的体积并不全是有效产生浮力的体积。可以假设原始状态下，保温层对于浮力的有效体积为V_b0，测量罐体积为V₀。此时测量罐总体的原始浮力满足如下公式：

F₀＝ρg(V₀+V_b0)(1)

其中：

F₀：原始状态罐体浮力；ρ：环境介质密度；g：重力加速度；V₀：原始测量罐体积；V_b0：原始保温层有效体积。

当测量罐内充入或放出被测物质时，测量罐的体积变化为ΔV。但由于罐体的体积变化，保温层的浮力有效体积也会发生改变，测量罐膨胀时会压缩保温层、测量罐缩小时保温层又会膨胀，这个体积变化假设为ΔV_b。此时测量罐的总体浮力变化ΔF应满足下面公式：

ΔF＝ρg(ΔV+ΔV_b)(2)

其中：

ΔF：改变的浮力，即需要修正的浮力；ρ：环境介质密度；g：重力加速度ΔV：测量罐所改变的体积；ΔV_b：保温层改变的有效体积。