一種測定液體密度的方法和測定系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測定液體密度的方法和測定系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 液體的密度是化工設計的重要參數(shù)，液體密度是產(chǎn)品質(zhì)量及成分構成的一個主要 表征。在食品、石油、化工等生產(chǎn)過程與貿(mào)易結算中，密度直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量和貿(mào)易結算。 化工設計中，不同條件下的流體密度是裝置設計與建設的基礎。測定液體密度的方法很多， 主要有稱量法、容量法、浮計法、比重瓶法等。目前商業(yè)化的密度測定儀器，其密度測定精度 往往較高，然而，這些液體密度測定儀器只能測定液體在常壓下，溫度范圍為-20~90°C條 件下的密度。對于高溫高壓下的特殊液體，其密度的測定目前仍是難題。
[0003] CN95206530. 4公開了一種液體密度儀，由透明三通管分別與橡皮壓力室、測液管 和標準液管相通連接，兩管上分別標定有刻度，壓縮橡皮壓力室，兩管各自吸入被測液體及 標準液體，管內(nèi)空間是等壓的，再使被測液面與定標刻度重合時，標準液面所對刻度指示出 被測液體密度值。該液體密度儀是根據(jù)與標準液體的比較的原理設計的，優(yōu)點是結構簡單、 成本低廉、使用簡便，測定時間短，主要缺點是只能測定常溫、常壓下液體的密度。
[0004] CN201010140865.X公開了一種液體密度測量裝置，包括空心且兩端開口的支撐 體，支撐體的上端和下端兩分別通過膜盒連接有剛性的上動片和下動片，膜盒為軸向柔性 且徑向剛性的筒狀體，支撐體、膜盒、上動片和下動片構成密閉的空腔；空腔的內(nèi)部設有剛 性桿，剛性桿的兩端分別與上動片和下動片連接；剛性桿連接有受力測量裝置。當該裝置垂 直浸入待測液體中時，上動片和下動片受到的壓力是不同的，測量到的剛性桿的受力即為 二者的壓力差，據(jù)此可以計算出液體的密度。該密度計是根據(jù)壓差原理設計的。
[0005] 綜上所述，目前沒有一種能測定高溫、高壓下液體密度的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的測定液體密度的方法和裝置不能測定高溫、高 壓下液體的密度的缺陷，提供一種能夠測定高溫、高壓下液體的密度的測定液體密度的方 法和系統(tǒng)。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種該方法在一種測定液體密 度的裝置中進行，其特征在于，該裝置包括串聯(lián)連接的氣體容器和液體容器；該方法包括準 備步驟和檢測步驟：
[0008] 其中，在所述準備步驟中，向所述氣體容器中充入氣體，使該氣體容器的壓力達到 第一壓力，并向所述液體容器中充入液體；以及分別密封所述氣體容器和液體容器；
[0009] 在所述檢測步驟中，首先將所述氣體容器中的氣體充入所述液體容器，當所述液 體容器內(nèi)的壓力達到第二壓力后停止充氣后，記錄所述氣體容器中的第三壓力；
[0010] 利用氣體狀態(tài)方程計算出充入液體容器中的氣體的摩爾量，然后再將該氣體的摩 爾量值轉換成液體容器中氣體的體積值，并計算出液體容器中液體的體積和密度。 toon] 優(yōu)選地，將所述氣體容器和所述液體容器通過能夠加熱的管線連通，并且在該管 線上設置供氣體通過的閥門。
[0012] 優(yōu)選地，所述閥門為針閥，該針閥的工作溫度在-20°c至400°C之間。
[0013] 優(yōu)選地，在所述液體容器中設置攪拌裝置，并在檢測步驟開啟該攪拌裝置，以攪拌 液體容器中的氣體，且不攪拌液體容器中的液體。
[0014] 優(yōu)選地，所述攪拌裝置的攪拌速度大于500轉/分鐘。
[0015] 優(yōu)選地，采用不銹鋼制作所述管線，并且在該管線上設置溫度可調(diào)節(jié)的加熱帶，使 得所述管線的溫度與所述氣體容器和液體容器的內(nèi)部溫度相同。
[0016] 優(yōu)選地，在所述準備步驟和所述檢測步驟中，通過溫控裝置分別控制所述氣體容 器和所述液體容器的內(nèi)部溫度相同。
[0017] 優(yōu)選地，所述溫控裝置中設置有溫度檢測裝置、控制裝置和加熱裝置，所述控制裝 置能夠根據(jù)所述溫度檢測裝置反饋的溫度值控制所述加熱裝置，以對所述液體容器和所述 氣體容器的內(nèi)部進行控溫。
[0018] 優(yōu)選地，在所述氣體容器和所述液體容器上均設置檢測內(nèi)部壓力的壓力表。
[0019] 優(yōu)選地，所述液體容器的所述壓力表以不小于0. 5次每秒的頻率檢測所述液體容 器的內(nèi)部壓力。
[0020] 優(yōu)選地，在所述檢測步驟中，采用計算機記錄所述液體容器和所述氣體容器的內(nèi) 部壓力的變化，并使用所述計算機計算所述液體的密度。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種測定液體密度的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 相互連通的氣體容器和液體容器，保持該氣體容器和液體容器內(nèi)部溫度相同的溫控裝置， 檢測該氣體容器和液體容器內(nèi)部壓力的壓力檢測裝置，分別設置在所述氣體容器和液體容 器中的氣體容器攪拌裝置和液體容器攪拌裝置，所述液體容器攪拌裝置用于攪拌所述液體 容器中的氣體且不攪拌所述液體容器中的液體。
[0022] 優(yōu)選地，液體容器攪拌裝置的長度使得攪拌裝置最低點距液體容器底部的距離為 液體容器高度的1/3-2/3。
[0023] 優(yōu)選地，所述氣體容器和所述液體容器通過能夠加熱的管線連通，并且在該管線 上設置有供氣體通過的閥門。
[0024] 優(yōu)選地，所述閥門為針閥。進一步優(yōu)選該針閥的工作溫度在_20°C至400°C之間。
[0025] 優(yōu)選地，所述管線為不銹鋼管線，該不銹鋼管線上設置有溫度可調(diào)節(jié)的加熱帶，以 使所述管線的溫度與所述氣體攪拌釜和液體攪拌釜的內(nèi)部溫度相同。
[0026] 優(yōu)選地，所述溫控裝置包括溫度檢測裝置、控制裝置和加熱裝置，所述控制裝置能 夠根據(jù)所述溫度檢測裝置反饋的溫度值控制所述加熱裝置，以對所述液體攪拌釜和所述氣 體攪拌釜的內(nèi)部進行控溫。
[0027] 優(yōu)選地，所述壓力檢測裝置為安裝在所述氣體攪拌釜和所述液體攪拌釜上的壓力 表，該壓力表與所述計算機電連接，從而使所述計算機能夠記錄所述液體容器和所述氣體 容器的內(nèi)部壓力的變化，并計算出液體攪拌釜2內(nèi)液體的密度。
[0028] 優(yōu)選地，所述壓力表為精度大于0· 25級，分辨率大于或等于0· OOOIMPa，量程在 0-9. 9999MPa之間的絕壓表。
[0029] 優(yōu)選地，所述壓力表的檢測壓力的頻率為不小于0· 5次每秒，進一步優(yōu)選為0· 5-2 次每秒。
[0030] 通過上述技術方案，本發(fā)明提供的測定液體密度的方法和測定系統(tǒng)能夠測定較寬 溫度、壓力范圍內(nèi)的液體的密度。與現(xiàn)有的測定方法相比，本發(fā)明提供的方法具有操作簡 便、結果準確、適用范圍較寬等特點。
[0031] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0032] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0033] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施方式提供的測定系統(tǒng)的結構示意圖。
[0034] 附圖標記說明
[0035] 1 氣體容器 2 液體容器
[0036] 3 溫控裝置 4 壓力檢測裝置
[0037] 5 管線 6 閥門