一种快速测量气体平均相对分子质量的装置的制作方法

本实用新型涉及测量气体的装置，具体涉及一种快速测量气体平均相对分子质量的装置，可应用于实时判断气体状态的一些场合。

背景技术：

目前，传统的测量气体的平均相对分子质量方法一般是借助化学方法，先进行现场取样，然后在实验室分析，这样有时会导致样品的条件变化而使测量出现人为误差，更严重的是时效性差，耽误对突发性事件的快速处理。光谱技术具有高分辨、实时、可在线测量的优点，目前被广泛的应用于气体成份浓度的检测领域。最常见的基于光谱测量原理的气体传感器常常使用直接吸收技术或二次谐波探测技术。但光谱技术可以测量某种气体分子的含量却不能确定整体气体分子的平均相对分子质量，如果用于检测整体气体分子的平均相对分子质量则过程复杂，且装置庞大不易于嵌入其它设备，作为气体状态判断的模块，而且检测的实时性不好。

技术实现要素：

为了解决现有技术不能方便测量气体的平均相对分子质量的问题，本实用新型提供一种快速测量气体平均相对分子质量的装置。

为了解决上述问题，其技术解决方案为：

一种快速测量气体平均相对分子质量的装置，包括密封容器，位于所述密封容器内的气压传感器和温度传感器，连通所述密封容器的抽气机，置于所述密封容器底部的称重装置，以及控制器；所述称重装置、气压传感器、温度传感器和抽气机分别连接到所述控制器。

在上述的快速测量气体平均相对分子质量的装置，所述抽气机置于所述称重装置上。

在上述的快速测量气体平均相对分子质量的装置，所述气压传感器和温度传感器通过软电线与所述控制器连接。

在上述的快速测量气体平均相对分子质量的装置，所述密封容器由硬塑料材质制成。

工作时，容器内为真空，称重装置量取整个空容器的质量m0(单位g，包含传感器的质量和抽气机的质量)，然后抽气机接上称重器的出口将待测气体抽入容器，气压传感器和温度传感器实时将测得的气压和温度传送给控制器，直到气压传感器检测到气压达到某一整定值pk(单位Pa)，控制器停止抽气机抽气，此时测量容器质量m1(单位g，包含传感器的质量和抽气机的质量)。根据物理学中理想气体状态方程，此时气体的平均相对分子质量为：

式中：为气体的平均相对分子质量，单位g/mol；

R是理想气体常数，约为8.31441±0.00026J/(mol·K)；

T是气体的温度，取容器内温度传感器的测量值，单位K；

V是容器的容积，单位m³。

测量结束后抽气机将容器内的气体抽出，将容器抽为真空。

本实用新型的有益效果是，能快速实时监测气体的相对分子质量，在某些场合可以实时监测气体的状态，装置体积小，可嵌入其它设备当作气体状态判断的一个模块。

附图说明

图1为本实用新型的装置构造原理图，其中双向箭头表示信号的传输方向，单向箭头表测量结果的输出。

图2为本实用新型装置的外观示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

一种快速测量气体平均相对分子质量的装置，包括密封容器，位于密封容器内的气压传感器和温度传感器，连通密封容器的抽气机，置于密封容器底部的称重装置，以及控制器；称重装置、气压传感器、温度传感器和抽气机分别连接到控制器。

为了使测量更加准确，需满足以下条件：抽气机也置于称重装置上；要求容器密封不透气、无弹性、密度小，可以用硬塑料材质制成，容积的大小关系到测量的精度，容积越大精度越高，具体大小可根据实际精度要求确定；抽气机要求具有双向抽气功能，停止抽气时不漏气，且要求质量尽量轻，越轻则测量精度越高；气压传感器和温度传感器内嵌在容器内部，相对于容器要求其体积小，几乎不影响容器的容积，另外通过软导线与控制器连接，向控制器发送气压、温度数据，软导线对容器没有力的作用，故不会影响称量器的测量。

控制器为具有计算功能和控制功能的单片机，能够控制抽气机在气压传感器的气压信号达到整定值pk时停止抽气，并按公式计算出平均相对分子质量，向显示器或者其他信息处理器输出结果，计算结束后控制抽气机将容器内气体抽尽，尽量抽成真空，真空度越高，下次测量的精度越高。放在容器底部的称重装置，能实时称量容器的质量，并且称重装置的精确度越高，平均相对分子质量的计算值也越准确。

另外，本实用新型各个部件所需电源采用现有技术。所涉及到的软件均为现有技术，不属于本实用新型的创新内容，本实用新型只对硬件进行改进与创新。