[发明专利]气体比热容比智能测试仪及测试方法

摘要

本发明提供一种气体比热容比智能测试仪及测试方法，该测试仪包括贮气单元，控制单元和注气单元，其中贮气单元包括贮气瓶，密封塞和导气管；控制单元包括差压传感器，温度传感器，数据采集单元，工控终端，触摸屏，电磁阀及电磁阀控制电路和电源模块；密封塞安装在贮气瓶上口，差压传感器和温度传感器的信号采集端分别插装于贮气瓶中，信号输出端分别与数据采集单元连接，数据采集单元与工控终端连接，该贮气瓶的密封塞上设置电磁阀，电磁阀经电磁阀控制电路与数据采集卡连接。本发明结合传感器测量技术对传统的绝热膨胀法进行改进，进行值的测量。可以有效避免人为判断所带来的误差，时刻记录数据能够更直观的反映出热学过程，加深实验者的理解。

主权项

一种气体比热容比的测试方法，该方法包括如下步骤：该方法采用气体比热容比智能测试仪进行测量，它包括贮气单元，控制单元和注气单元，其中贮气单元包括贮气瓶，密封塞和导气管；控制单元包括差压传感器，温度传感器，数据采集单元，工控终端，触摸屏，继电器，三极管和电源模块；密封塞安装在贮气瓶上口，差压传感器和温度传感器的信号采集端分别插装于贮气瓶中，信号输出端分别与数据采集单元连接，数据采集单元与工控终端连接，该贮气瓶的密封塞上设有电磁阀，电磁阀经继电器、三极管与工控终端连接；1)、系统上电，启动气体比热容比测试仪；2)、在工控终端上运行实验程序，电磁阀打开，贮气瓶内气体与外界大气相通，由注气单元将常温常压下的待测气体(P0,T0)通过电磁阀上导气管注入至容积为V1的贮气瓶内；如果待测气体不为空气，需抽真空后注气；注入完毕后电磁阀将自动关闭，此时贮气瓶内气体状态I(P1,T1,V1)；3)、然后，贮气瓶内气体开始经历等容放热过程，采样贮气瓶内气体温度与外界大气的差压，待贮气瓶内气体温度降至室温T0并稳定后，记录贮气瓶内气体压力与外界大气压的差值ΔP2，此时贮气内气体为等容放热到状态II(P2,T0,V1)；4)、电磁阀打开，贮气瓶与外界大气相通经历绝热膨胀过程，随后电磁阀瞬间迅速关闭，此时贮气内气体为绝热膨胀到状态III(P0,T2,V2)；5)、贮气瓶内气体进入等容升温过程，采样贮气瓶内温度和与外界大气压的差压，待贮气瓶内气体温度回升至室温T0并稳定后，记录贮气瓶内气体压力与外界大气压的差值ΔP3，此时贮气内气体为等容升温到状态IV(P3,T0,V2)；6)、由以下公式计算待测气体的比热容比γ，绝热膨胀过程，满足理想气体绝热方程：等容吸热过程，满足理想气体状态方程：所以两边取对数后整理得：令ΔP2＝P2‑P0,ΔP3＝P3‑P0,当ΔP2＜＜P0,ΔP2‑ΔP3＜＜P0时，整理可得γ＝ΔP2/(ΔP2‑ΔP3)由此测出贮气瓶内气体在绝热膨胀前与大气压的差压ΔP2，及放气后经等容吸热回升至室温时的差压ΔP3，即而计算出待测气体的比热容比γ。