[发明专利]气体状态过程测试系统

摘要

气体状态过程测试系统为热力学仪器，由玻璃管、容积传感器、温度传感器、带孔活塞、垂直支架、压力传感器、砝码、套筒、传动轴、横向支架、CCD位移传感器、螺旋电热丝、电磁阀、涡叶、微型低速电机、温控加热器和状态过程记录仪组成，垂直支架、横向支架、玻璃管和套筒构成操作台固定部分，带孔活塞、传动轴、托架和砝码构成操作台活动部分，螺旋电热丝和温控加热器构成气体加热部分，容积传感器、压力传感器、温度传感器、CCD位移传感器和状态过程记录仪构成数据采集与分析部分，本系统适合于对批量的不同的理想气体或非理想气体状态特性进行测试且能进行自动记录、自动分析和打印，用于减轻测试人员的工作量，提高数据的准确性。

主权项

1.一种气体状态过程测试系统，其特征在于：所述系统由底座(1)、垫脚(2)、玻璃管(3)、容积传感器(4)、顶部温度传感器(5)、带孔活塞(6)、垂直支架(7)、压力传感器(8)、螺丝(9)、芯管(10)、传动轴(11)、托架(12)、红外发射器(13)、砝码(14)、接口(15)、红外发射窗(16)、套筒(17)、横向支架(18)、卡座(19)、CCD位移传感器(20)、耐热电缆(21)、气体(22)、螺旋电热丝(23)、卡扣(24)、进气管(25)、底部温度传感器(26)、电磁阀(27)、涡叶(28)、微型低速电机(29)、密封座(30)、密封圈(31)、锁定栓(32)、传输线(33)、进气口(34)、温控加热器(35)、输出端(36)、红外接收窗(37)、选择键(38)、打印机接口(39)、状态过程记录仪(40)和输入端(41)组成；垂直支架(7)、横向支架(18)、玻璃管(3)和套筒(17)构成操作台固定机构，带孔活塞(6)、传动轴(11)、托架(12)和砝码(14)构成操作台活动机构，螺旋电热丝(23)和温控加热器(35)构成气体加热机构，红外发射器(13)、红外发射窗(16)和红外接收窗(37)构成压力信号传输机构，容积传感器(4)、压力传感器(8)、顶部温度传感器(5)、底部温度传感器(26)、CCD位移传感器(20)和状态过程记录仪(40)构成信息采集与分析机构；底座(1)上方设有垂直支架(7)、横向支架(18)、密封圈(31)和玻璃管(3)，横向支架(18)为双层结构，每层横向支架(18)在俯视图上呈三星形，横向支架(18)的横断面为凸字形，横向支架(18)中心设有套筒(17)，横向支架(18)的外端通过螺丝(9)与垂直支架(7)顶端连接，垂直支架(7)底端通过螺丝(9)与底座(1)连接，玻璃管(3)底部嵌入密封圈(31)内，玻璃管(3)底部的内部设有涡叶(28)，底座(1)中心且在底座(1)下方设有微型低速电机(29)，微型低速电机(29)的主轴穿过底座(1)后与涡叶(28)连接，底座(1)下方设有进气管(25)，进气管(25)一端通过弯头垂直向上穿过底座(1)后设为进气口(34)，靠近进气口(34)的进气管(25)上设有电磁阀(27)，底座(1)下方设有盆形密封座(30)，密封座(30)将微型低速电机(29)、电磁阀(27)和进气管(25)的弯头密封于底座(1)下方；玻璃管(3)内壁浅层嵌有螺旋电热丝(23)、顶部温度传感器(5)和底部温度传感器(26)，玻璃管(3)外侧设有容积传感器(4)，温控加热器(35)包括温度设定旋钮、温度显示模块以及一个测量输入端和两个输出端(36)，两个输出端分别为加热输出端和温度数据输出端，顶部温度传感器(5)和底部温度传感器(26)分别通过耐热电缆(21)与温控加热器(35)的测量输入端连接，螺旋电热丝(23)通过耐热电缆(21)与温控加热器(35)的加热输出端连接；底层的横向支架(18)下方设有卡座(19)，卡座(19)内嵌有CCD位移传感器(20)，CCD位移传感器(20)的镜头朝向传动轴(11)；套筒(17)上设有锁定栓(32)，套筒(17)内嵌有能够上下活动的传动轴(11)，传动轴(11)的轴中心设有芯管(10)，芯管(10)内嵌有屏蔽线，传动轴(11)底部且在传动轴(11)内嵌有压力传感器(8)，压力传感器(8)通过芯管(10)内的屏蔽线与红外发射器(13)的接口(15)连接，传动轴(11)底端设有中心有圆孔的带孔活塞(6)，带孔活塞(6)使气体(22)的压力直接施加于压力传感器(8)上，传动轴(11)顶端上方设有托架(12)和红外发射器(13)，托架(12)上方放置砝码(14)，红外发射器(13)朝状态过程记录仪(40)一侧设有红外发射窗(16)；状态过程记录仪(40)顶部设有用于接收红外发射窗(16)信号的红外接收窗(37)，状态过程记录仪(40)面板正面包括一个打印机接口(39)、两个显示模块、三个输入端(41)和五个选择键(38)，两个显示模块分别为压力变化显示模块和体积变化显示模块，三个输入端分别为温度数据输入端、位移测量输入端和容积测量输入端，五个选择键(38)分别为等容过程选择键、等温过程选择键、等压过程选择键、气体常数选择键和打印选择键；所述系统通过拧紧锁定栓(32)锁住传动轴(11)停止带孔活塞(6)向上或向下移动，使气体(22)的体积保持恒定，通过松开锁定栓(32)使传动轴(11)和带孔活塞(6)能够向上或向下移动，即不影响气体(22)体积的增大或减小；通过温控加热器(35)的设定控制螺旋电热丝(23)的发热与否使气体(22)的温度保持恒定或升高，并由涡叶(28)使螺旋电热丝(23)的温度及时与气体(22)的温度进行交换，且保证玻璃管(3)内的气体(22)各处的温度一致；通过托架(12)上放置砝码(14)的多少及其质量大小控制带孔活塞(6)对气体(22)的压力，砝码(14)越多且每个砝码的质量越大，带孔活塞(6)对气体(22)的压力越大；砝码(14)越少且每个砝码的质量越小，带孔活塞(6)对气体(22)的压力越小。