液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系數(shù)比值的測(cè)量系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)涉及精密測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系數(shù)比值 的測(cè)量系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 液體在低壓作用下的壓縮量很小，在液壓工程設(shè)計(jì)中通常是忽略不計(jì)的。但是在 精密測(cè)量過(guò)程中，即便是液體微小的壓縮變化也會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大影響。液體受到壓 縮會(huì)產(chǎn)生熱量，這個(gè)過(guò)程稱為壓縮熱效應(yīng)，壓縮熱效應(yīng)致使測(cè)量環(huán)境溫度發(fā)生變化，從而嚴(yán) 重影響液體壓縮系數(shù)的測(cè)量結(jié)果。
[0003] 現(xiàn)有的技術(shù)都是通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的恒溫冷卻消除壓縮液體產(chǎn)生的熱量來(lái)達(dá)到測(cè)量的 恒溫效果，從而測(cè)量液體的恒溫壓縮系數(shù)ω τ。但是不同液體的密度、比熱與粘度使得產(chǎn)生 的熱量對(duì)測(cè)量液體壓縮系數(shù)的影響不同。因此，找到一種不受液體性質(zhì)制約的通用的方案 來(lái)判斷其壓縮熱效應(yīng)對(duì)壓縮系數(shù)的影響大小顯得至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本公開(kāi)介紹了一種液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系數(shù)比值的測(cè)量系統(tǒng)和方法，其 在無(wú)需考慮不同液體的密度、比熱與粘度等性質(zhì)不同的情況下，通過(guò)得到液體在恒熵與恒 溫條件下壓縮系數(shù)比值，判斷液體壓縮過(guò)程中壓縮熱效應(yīng)對(duì)壓縮系數(shù)的影響大小。
[0005] -方面提出了一種液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系數(shù)比值的測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括：儲(chǔ)液?jiǎn)卧軌蚴⒎糯郎y(cè)液體以及與待測(cè)液體密度相近的浮子，并能夠被密封；壓強(qiáng)控 制單元，控制待測(cè)液體的壓強(qiáng)；溫度控制單元，控制待測(cè)液體的溫度；圖像采集單元，采集 所述浮子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；處理單元，根據(jù)浮子在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的待測(cè)液體的壓強(qiáng)，得到待測(cè) 液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系數(shù)比值，其中，壓強(qiáng)控制單元和溫度控制單元控制待測(cè)液 體的壓強(qiáng)和溫度，使浮子處于所述不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0006] 另一方面提出了一種利用液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系數(shù)比值的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn) 行測(cè)量的方法，該方法的步驟包括：調(diào)節(jié)待測(cè)液體的溫度和壓強(qiáng)，使浮子穩(wěn)定懸浮于待測(cè)液 體中，得到此時(shí)待測(cè)液體的第一壓強(qiáng)Ρ 1;保持待測(cè)液體的溫度不變，減小待測(cè)液體的壓強(qiáng)， 使浮子下降至儲(chǔ)液容器的底部，得到此時(shí)待測(cè)液體的第二壓強(qiáng)Ρ 2;保持待測(cè)液體的溫度不 變，增大待測(cè)液體的壓強(qiáng)，使浮子在第一時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)距離處于第一距離內(nèi)，得到此時(shí)待測(cè) 液體的第三壓強(qiáng)Ρ3;根據(jù)公式
得到待測(cè)液體在恒熵與恒溫條件下的壓縮系數(shù) 比值，其中，為恒熵條件下待測(cè)液體的壓縮系數(shù)τ為恒溫條件下待測(cè)液體的壓縮系 數(shù)；α為校準(zhǔn)系數(shù)。
[0007] 本公開(kāi)在無(wú)需考慮不同液體的密度、比熱與粘度等性質(zhì)不同的情況下，通過(guò)得到 液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系比值，判斷液體壓縮過(guò)程中壓縮熱效應(yīng)對(duì)壓縮系數(shù)的影響 大小。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本公開(kāi)示例性實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本公開(kāi)的上述以及其它 目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本公開(kāi)示例性實(shí)施例方式中，相同的參考標(biāo)號(hào) 通常代表相同部件。
[0009] 圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系數(shù)比值 的測(cè)量系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0010] 圖2示出了浮子的第一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的示意圖。
[0011] 圖3示出了浮子的第二運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的示意圖。
[0012] 圖4示出了浮子的第三運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的示意圖。
[0013] 圖5示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的利用液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系數(shù) 比值的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量的方法的流程圖。
[0014] 圖6示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)應(yīng)用示例的利用液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系 數(shù)比值的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的 優(yōu)選實(shí)施例，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限 制。相反，提供這些實(shí)施例是為了使本公開(kāi)更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整 地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0016] 第一實(shí)施例
[0017] 參見(jiàn)圖1，其示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系 數(shù)比值的測(cè)量系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖，在該實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以包括：
[0018] 儲(chǔ)液?jiǎn)卧?01，其能夠盛放待測(cè)液體以及與待測(cè)液體密度相近的浮子，并能夠被密 封；
[0019] 壓強(qiáng)控制單元102,控制待測(cè)液體的壓強(qiáng)；
[0020] 溫度控制單元103,控制待測(cè)液體的溫度；
[0021] 圖像采集單元104,采集所述浮子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
[0022] 處理單元105,根據(jù)浮子在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的待測(cè)液體的壓強(qiáng)，得到待測(cè)液體在恒 熵與恒溫條件下壓縮系數(shù)比值；
[0023] 其中，壓強(qiáng)控制單元和溫度控制單元控制待測(cè)液體的壓強(qiáng)和溫度，使浮子處于所 述不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0024] 本實(shí)施例在無(wú)需考慮不同液體的密度、比熱與粘度等性質(zhì)不同的情況下，通過(guò)利 用液體在恒熵與恒溫條件下壓縮系數(shù)比值的測(cè)量系統(tǒng)，判斷液體壓縮過(guò)程中壓縮熱效應(yīng)對(duì) 壓縮系數(shù)的影響大小。
[0025] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，圖1中所示出的部件數(shù)量和位置關(guān)系等細(xì)節(jié)僅僅是示例 性的，而并非意在限制本發(fā)明。
[0026] 儲(chǔ)液?jiǎn)卧?br>[0027] 在一個(gè)實(shí)施例中，儲(chǔ)液?jiǎn)卧梢耘c溫度控制單元和壓強(qiáng)控制單元相連接。儲(chǔ)液?jiǎn)?元可以包括：待測(cè)液體、浮子和儲(chǔ)液容器。待測(cè)液體和浮子可共同置于儲(chǔ)液容器中，儲(chǔ)液容 器能夠被密封，通過(guò)密封實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)液體的壓強(qiáng)和溫度的改變，同時(shí)阻止待測(cè)液體與外界 之間的熱傳遞。由于浮子的密度與待測(cè)液體的密度相近，待測(cè)液體的密度有微小的變化，都 可以通過(guò)浮子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反映出來(lái)。因此通過(guò)浮子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化可以判斷待測(cè)液體的密 度變化。
[0028] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，圖1中的儲(chǔ)液?jiǎn)卧獌H僅是一個(gè)示例，本實(shí)施例可使用已 知的其他結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)液?jiǎn)卧?br>[0029] 壓強(qiáng)控制單元
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，壓強(qiáng)控制單元，可與儲(chǔ)液?jiǎn)卧吞幚韱卧噙B接，可以控制待測(cè) 液體的壓強(qiáng)。待測(cè)液體的密度隨其壓強(qiáng)的增加而變大，反之變小，通過(guò)改變待測(cè)液體的壓強(qiáng) 可以改變其密度。壓強(qiáng)控制單元可以是PID靜壓力控制系統(tǒng)，所述PID靜壓力控制系統(tǒng)的 測(cè)量分辨率可為〇. IPa。
[0031] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，圖1中的壓強(qiáng)控制單元僅僅是一個(gè)示例，本實(shí)施例可使 用已知的其他結(jié)構(gòu)的壓強(qiáng)控制單元。
[0032] 溫度控制單元
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，溫度控制單元，可與儲(chǔ)液?jiǎn)卧吞幚韱卧噙B接，可以控制待測(cè) 液體的溫度，待測(cè)液體的密度隨其溫度的上升而變小，反之變大，通過(guò)改變待測(cè)液體的溫度 可以改變其密度。溫度控制單元可以是PID水浴溫度控制系統(tǒng)，盛放有待測(cè)液體以及浮子 的儲(chǔ)液容器置于PID水浴溫度控制系統(tǒng)內(nèi)，所述PID水浴溫度控制系統(tǒng)的測(cè)量分辨率可為 lmK〇
[0034] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，圖1中的溫度控制單元僅僅是一個(gè)示例，本實(shí)施例可使 用已知的其他結(jié)構(gòu)的溫度控制單元。
[0035] 圖像采集單元
[0036] 在一個(gè)實(shí)施例中，圖像采集單元，可以與處理單元相連接，采集浮子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 通過(guò)觀察浮子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)得到待測(cè)液體的壓強(qiáng)。圖像采集單元可以是CCD圖像采集系統(tǒng)， 所述(XD圖像