一种用于测量气体PVT性质的恒温测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种压力温度体积的测量装置，尤其涉及一种用于测量气体PVT性质的恒温测量装置。

背景技术：

在化工过程的分析研究与设计中，流体的压力、体积和温度是流体最基本的性质之一，并且是可以通过实验直接测量的。而许多其它的热力学性质如内能、熵、Gibbs自由能等都不方便直接测量，它们需要利用流体的数据和热力学基本关系式进行推算。因此，流体的PVT关系的研究是一项重要的基础工作。在生产和研究过程中，经常需要处理气体的压力，温度，体积，质量等等的换算，换算为标准状态，或者标准质量。但是理想气体状态方程仅在压力较低，温度较高的情况下近似满足此关系。试验证明，气体的压力愈高、温度愈低，这一偏差愈大。因此需要适用于实际气体的状态方程式来描述气体PVT之间的关系。

目前已发展出几百种状态方程，少数状态方程还能兼用于气液两相。但没有一个状态方程能描述在工程应用范围内大多数气体的状态方程。建立EOS的方法：实际应用以半经验半理论为主。因此需要大量的实测数据做基础，实测数据需要装置可以恒温并且可以精确测量体系的压力温度体积，纯物质在平衡态下的PVT关系，可以表示为三维曲面,实际测量过程中直接3个变量同时变动并测量并不现实，一般是分开做，一定温度下的压力体积曲线，一定体积下的温度压力曲线，一定压力下的温度体积曲线。依据这些数据，选择合适状态方程进行研究。因此需要一个装置来保证测量体系的温度和压力的稳定性，特别是在零下30℃到零上90℃范围，是多数工业设备运行的主要温度范围，并且在这个装置内有足够的空间放置压力温度测量装置，气瓶等等设备。

目前，市场上的测量装置无法满足需求，主要有以下几个方面1、市面上有的恒温装置都是直接在保温层内部安装加热装置，用温控直接控制加热装置，进行测量，缺点在于温度的波动太大，经常在1-2度的温度波动，无法满足PVT的测量精度。2、目前市面上的恒温设备，主要是封闭恒温装置，没有设备操作孔，一旦打开恒温箱，就破坏了恒温环境，3、目前市面设备大多数内部体积偏小，无法同时容纳钢瓶和测量设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于测量气体PVT性质的恒温测量装置。所述测量装置操作温度范围大，可以完成零下30℃到零上90℃范围内的精确控温，并同时模拟正压或者负压。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于测量气体PVT性质的恒温测量装置，所述恒温测量装置包括：

外置循环泵1，所述循环泵外接循环液储槽和温控系统；所述测量装置的运行温度由外置温控系统控制循环泵控制；

保温壳体2，包括外层泡沫保温层、内部钢质壳体、测量模块和操作台4，保温壳体2内壁上设置循环液循环板7；所述测量模块为压力温度测量模块5，设置在钢质壳体内；所述循环泵1通过管道与循环液循环板7连接；

监测装置3，包括温度监测系统，压力监测系统和数据采集记录系统。

进一步地，所述压力温度测量模块5由高压钢瓶51，减压阀52，测量容器53，压力传感器54，温度传感器55，真空泵56和尾气净化装置57组成；所述高压钢瓶51通过管道与测量容器53连接，高压钢瓶51与测量容器53之间的管道上设有减压阀52，测量容器53分别通过管道与压力传感器54，温度传感器55和真空泵56连接，真空泵56和尾气净化装置57之间通过管道连接；所述压力传感器54和温度传感器55通过数据线与监测装置3相连。

进一步地，所述循环泵1为加热循环泵或冷却循环泵，循环泵为加热循环泵时，循环液体为高纯水，循环泵为冷却循环泵时，循环液体为乙二醇或酒精。

进一步地，所述保温壳体2内壁除操作台4以外的地方根据需要挂载5-10块循环液循环板7，相邻循环液循环板7之间通过管道联通，外置循环泵1通过不锈钢管道穿透保温壳体2后，与挂在内壁的循环液循环板7连接形成回路，循环液从循环泵1进入循环液循环板7，然后再流回循环泵1。

进一步地，所述操作台4设置在保温壳体2的中部，由盖板和带操作孔的有机玻璃组成，操作孔上安装有乳胶手套。

本实用新型的工作原理如下：本实用新型使用外置温控控制加热循环泵将循环液打入测量装置内的循环冷却管，控制体系内的温度，操作人员直接通过外置监测系统监测体系内的温度和压力数据，通过设备上的操作孔直接操作恒温箱内的设备。内部设备为模块式布置，压力温度校正模块设置在保温壳体内。

压力温度测量模块内置压力传感器54和温度传感器55，使用热电偶做温度测量，并预置连接数据线。高压气瓶51做气源，减压阀52减压，将待测气体打进测量容器53中，然后用压力传感器54和温度传感器55监测其压力温度变化，然后用后置真空泵56调整测量容器内的压力，保证测量范围在0.5-1.2个大气压，等测量完毕以后，将剩余气体排放到尾气处理装置57内部，保证试验安全环保。

外部温控系统直接控制外置加热循环泵，加热循环泵控制循环液储槽内的液体温度，并且将储槽内液体加压打入循环冷却管内，用于保证恒温箱内的温度，外置监测记录系统包括温度监测系统和压力监测系统，将保温壳体内的温度传感器和压力传感器的数据传输并显示出来。恒温箱壳体外部为泡沫保温层，内部为钢制内壁，内壁根据需要悬挂不同数量的循环液循环板。循环液循环板之间由可拆卸管道联通。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的测量装置内部体积大，可以将整个高压气瓶和测量设备放入装置；操作温度范围大。可以完成零下30℃到零上90℃范围内的精确控温；多功能模块化，更换内部模块以后可以测量温度压力曲线，也可以校正露点仪，压力控制灵活，可以模拟正压也可以模拟负压。可以有效的测量气体PVT性质，以及校正露点仪。

附图说明

图1为本实用新型装置的外形示意图；

图2为循环冷却板示意图；

图3为压力温度测量模块示意图；

图4为保温壳体挂循环液循环板后的剖面图；

图中标记：1-循环泵，2-保温壳体，3-监测装置，4-测量装置操作板，5-压力温度测量模块，7-循环液循环板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，但并不局限于以下技术方案。

实施例1

如图1～图4所示，所述恒温测量装置包括：外置循环泵1，所述循环泵为加热循环泵，加热循环泵外接循环液储槽和温控系统，循环液体为高纯水；所述测量装置的运行温度由外置温控系统控制循环泵控制；

保温壳体2，包括外层泡沫保温层、内部钢质壳体、测量模块和操作台4；操作台4由盖板和带操作孔的有机玻璃组成，操作孔上安装有乳胶手套；保温壳体2内壁除操作台4以外的地方根据需要挂载5-10块循环液循环板7，相邻循环液循环板7之间通过管道联通，外置加热循环泵1通过不锈钢管道穿透保温壳体2后，与挂在内壁的循环液循环板7连接形成回路，循环液从加热循环泵1进入循环液循环板7，然后再流回加热循环泵1；循环液循环板7由承力骨架，不锈钢循环液管道和散热片组成。

监测装置3，包括温度监测系统，压力监测系统和数据采集记录系统；

本实施例中测量模块为压力温度测量模块5；压力温度测量模块5由高压钢瓶51，减压阀52，测量容器53，压力传感器54，温度传感器55，真空泵56和尾气净化装置57组成；所述高压钢瓶51通过管道与测量容器53连接，高压钢瓶51与测量容器53之间的管道上设有减压阀52，测量容器53分别通过管道与压力传感器54，温度传感器55和真空泵56连接，真空泵56和尾气净化装置57之间通过管道连接；所述压力传感器54和温度传感器55通过数据线与监测装置3相连。

所述测量装置用于20～90℃测试气体PVT性质，使用过程如下：将循环液储槽注入足够的循环液，打开加热循环泵，将循环液打入箱内的循环板，开始循环，设定初始温度，开始加热，打开温度压力测量装置，开始测量温度变化，等待温度变化接近稳定，即高温波动在0.3度以内，低温波动在0.1度以内，维持1-2小时，打开高压钢瓶I 51的主阀门，然后打开减压阀I 52，调节压力，使测量容器53中的压力达到预定压力，如需压力低于大气压，则打开真空泵I 56抽气，确保测量容器53中压力到达指定数值，继续平衡1-2小时，使内部所有设备温度压力达到平衡，开始气体压力和温度的测量，然后升温，等待1-2小时平衡后，继续测量，等待所有测试完毕将剩余气体排放至尾气处理装置I 57中，关闭所有设备。

当需要在低温条件下(低于20℃)测量气体PVT性质时，将加热循环泵替换为冷却循环泵，冷却循环泵上设置温控系统，并外接循环液储槽，冷却循环液体为酒精或者乙二醇，在低温条件测试气体PVT性质，过程如20～90℃测试过程。

上述描述只是恒温箱最简单的测量方式，可以根据需要调整相应的操作过程。