專利名稱：比重計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及比重計，S卩，用于測量放置在處于氣體壓力下的測量腔室中的物體 (稱為樣品)的體積的裝置。因而，氣體被設(shè)計成朝向與樣品腔室連通的膨脹腔室部分地膨 脹。假如兩個腔室的體積都是已知的，則測量壓力的差異能夠推斷出樣品的體積。這些處 理對確定容易滲透氣體的多孔物體的實際體積特別有用。連同樣品質(zhì)量的測量一起，體積 示數(shù)使得能確定由樣品構(gòu)成的物體的容重或密度。
背景技術(shù)：
然而，比重計容易受到不精確性的影響，這些不精確性具體是由壓力傳感器、體積 測量值的估計、以及由于腔室與外界連通而導(dǎo)致出現(xiàn)死體積(靜容量)引起的。放射性樣品 增加了難度，其中放射迅速地毀壞通常使用的氣體傳感器，并產(chǎn)生可改變氣體壓力的熱量， 并使測量產(chǎn)生偏差。通常使用的裝置還阻止樣品位于其中的屏蔽室內(nèi)部的操作。US-A-5 074 146，US-A-4 095 473 禾口 ΕΡ-Α-0 720 011 公開了存在這種不足的比 重計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進現(xiàn)有比重計的這些方面，以獲得更精確的測量，以及獲得 甚至對于放射性樣品來說也是無風(fēng)險的操作。在一個具體實施例中，本發(fā)明涉及比重計，該比重計包括兩個連通的腔室，一個 是樣品腔室，另一個是膨脹腔室；兩個壓力傳感器，分別與這兩個腔室以及閥相關(guān)聯(lián)，以使 這兩個腔室能相互連通且與外部連通，或者使它們隔離，其特征是，這兩個腔室從相同的塊 體(slab)切出，壓力傳感器安裝在該塊體上并被輻射屏蔽罩包圍，與樣品腔室關(guān)聯(lián)的壓力 傳感器通過彎曲管道連接到所述腔室，并且比重計具有樣品腔室溫度傳感器。該裝置具有穩(wěn)固和整體式的結(jié)實外形，這使其容易操作。屏蔽和管道的彎曲使得 傳感器能與輻射隔離，因為它們防止直接暴露至樣品腔室。溫度傳感器擔負校正的作用。最 后，從單個塊體切出腔室能確保它們體積的精確性。根據(jù)另一個改進，這兩個腔室通過如下方式相互連通、與外部連通、與溫度傳感器 及壓力傳感器連通，所述方式為，專門通過由工廠化地在塊體上鉆出的孔組成的管道，且最 終通過用以分離塊體的部件的安裝表面連通，其中所述部件通過緊固或用螺栓栓緊組裝在一起。因為穿過塊體的所述工廠化鉆孔非常微小，所以可減少管道網(wǎng)絡(luò)的死體積，另外 地，還可以精確地確定所述死體積。根據(jù)另一個改進，閥包括在塊體的鉆孔內(nèi)部滑動的活塞，該孔包括兩個管道延伸 到其中的底座(fond)。這個特征也減少了管道網(wǎng)絡(luò)的死體積，確保了測量的準確性并使其容易控制。關(guān)于改進比重計的操作，主體包括用于致動所述閥的裝置，以及用于打開和關(guān)閉
3樣品腔室的裝置也是有利的。最后，如果該儀器包括用于改變膨脹腔室體積的裝置，則還可提高測量的精確性。


下面將根據(jù)具體的實施例，參照附圖對本發(fā)明各個方面進行總體描述，其中-圖1表示比重計的框圖，以及-圖2、圖3、圖4和圖5示出這里提出的更具體的實施例，其中圖2示出了外部視 圖，圖3示出了剖面視圖，圖4示出了主要元件的位置和供應(yīng)管道網(wǎng)絡(luò)的局部視圖，以及圖 5表示從外部觀看的完整視圖。
具體實施例方式根據(jù)圖1，該系統(tǒng)包括樣品腔室1、膨脹腔室2、分別與腔室1和腔室2關(guān)聯(lián)的兩個 壓力傳感器3和4。腔室1、壓力傳感器3、與閥8及閥10之間的連通管道34，以及腔室2、 壓力傳感器4、與閥8及閥10之間的連通管道35構(gòu)成了氣體網(wǎng)絡(luò)(r6SeaU de gaz)。管道 40和41分別實現(xiàn)閥9的通氣以及氣體輸入到儀器中。如果V代表放置在樣品腔室1內(nèi)部 的樣品的體積，Vl和V2代表腔室1和腔室2的體積，Pl和P2代表膨脹之前腔室1和腔室 2的壓力，以及PF代表連通和膨脹之后這兩個腔室的共同壓力，則下面的公式可得到樣品 體積:V = Vl+[(PF-P2)/(PF-Pl)] · V2?，F(xiàn)在我們繼續(xù)說明圖2、圖3、圖4和圖5。該儀器的核心是塊體(bloc)36，該塊體 36由按壓在安裝表面13上的上汽缸蓋(culassesup6rieure) 11和下汽缸蓋12組成。該儀 器的裝備主要位于上汽缸蓋的上表面上，但有少數(shù)安裝在塊體36的圍繞安裝表面13的外 圍上，以及安裝在下汽缸蓋12的下表面上。樣品腔室11和膨脹腔室2制造在上汽缸蓋11的內(nèi)部；樣品腔室1在上汽缸蓋11 的上側(cè)上打開，但它可以通過凸緣(法蘭)14的移動關(guān)閉，該凸緣14包括安裝在汽缸蓋11 上的遮蓋物15，在遮蓋物15上旋轉(zhuǎn)的操作桿16，鉸接到上汽缸蓋的門17使用操作桿16和 鎖定操作桿16的曲柄18被釘住到汽缸蓋上，并處于樣品腔室1的右邊。閥8、9和10包括螺栓固定至上汽缸蓋11的管19，在管19內(nèi)部滑動的活塞20，安 裝在管19頂部上的曲柄21，曲柄21使活塞20滑動穿過上汽缸蓋11的孔23，每次滑動確保 導(dǎo)管34和35的阻塞或連通，這將在后面說明。閥8、9和10的緊固螺釘52使汽缸蓋11和12 能在安裝表面13上彼此抵壓。上汽缸蓋11還支撐通氣孔24和用于膨脹腔室2的體積調(diào)節(jié) 裝置26，其中上述通氣部件24可以由在樣品腔室1下面的位于外圍上的熱電偶25和上側(cè) 的把手致動，所述體積調(diào)節(jié)裝置26包括穿過其內(nèi)部的螺旋千分尺(VismiCr0m6trique)27。下汽缸蓋12基本上支撐被防輻射屏蔽罩28包圍的壓力傳感器3和4以及裝備有 傳動軸50的流量控制器29?？紤]到為了冷卻壓力傳感器而使其通風(fēng)，該屏蔽罩28配備有 能夠連接到進氣口的連接件55。屏蔽罩28支撐導(dǎo)向環(huán)31以便促進該儀器在管道(tunnel) 內(nèi)的水平操作。在水平操作期間，安裝相同但可移動的導(dǎo)向環(huán)53，以便維持該儀器的引導(dǎo)和 最大保護。在打開管道的內(nèi)門之后，使用屏蔽室內(nèi)部的現(xiàn)有操作裝置(起重機)，該儀器通 過其吊環(huán)54被抓住。然后該儀器被放置在上述屏蔽室的底部，并被4個支腳30支撐。然 后，移去吊環(huán)54和導(dǎo)向環(huán)53。
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現(xiàn)在我們繼續(xù)描述塊體36的內(nèi)部布局。管道32和33以微小半徑穿通下汽缸蓋 12，并延伸到壓力傳感器3和4。其他微小的管道34和35穿通上汽缸蓋11，且位于下側(cè) 與閥的孔23之間，其中管道34從閥8延伸到閥9，管道35從閥8延伸到閥10。兩個微小 的管道45和46還穿通上汽缸蓋11的下側(cè)，并分別穿通樣品腔室1和膨脹腔室2。管道40 穿通上汽缸蓋11，且位于閥9的孔23的一側(cè)與外部之間，用作下通氣部件；管道41穿過上 汽缸蓋11，處于閥10的孔23的一側(cè)與外部之間，并連接到進氣口裝置47，其中該進氣口裝 置47可以包括連接器48和流量控制器29，該連接器48被旋擰到部件49上，從而聯(lián)結(jié)到 壓力傳感器屏蔽罩上，并在進氣管線的連接和斷開期間提供剛性；最后，該網(wǎng)絡(luò)包括從管道 41分支出來并連接到通氣部件24的管道42。使用該屏蔽室的遠程操縱鉗，通過將其操縱 桿固定在上汽缸蓋的凸起51上，來打開這個通氣部件。所有所述管道也以微小的直徑被穿
ο管道34和45延伸到夾在汽缸蓋11與12之間的安裝表面13的被密封件43包圍 的區(qū)域。同樣地，管道35和46延伸到安裝表面13的被另一個密封件44包圍的區(qū)域。用 作穿通兩個汽缸蓋11和12的管道之間的連接管道的管道34和35，每個均具有切入上汽缸 蓋下側(cè)中的部分，因而通向安裝表面13，這有助于建立所有的連接。所述部分包括在密封件 43和44的邊緣的內(nèi)側(cè)，因此防止通過安裝表面13的泄漏。因此，該儀器的死體積包括塊體(masse du bloc) 36的加工孔，這些加工孔由于 直徑微小而體積較??；由密封件43和44覆蓋的區(qū)域，由于安裝表面13的少量松開而體積 也較?。灰约翱?3體積，由于為了建立延伸到孔23底部的這對管道34和35與位于它們側(cè) 面底部處的管道35、40和41之間的連通，活塞20需要的移動量較少，所以孔23的體積也 較小。另外，由于高質(zhì)量的工廠加工，所述死體積可被精確地確定。壓力傳感器3和4遠離樣品腔室1，因而不易于被輻射損壞，這主要是由于屏蔽罩 28，其次是由于樣品腔室1與關(guān)聯(lián)的壓力傳感器3之間的管道32、34和4之間的彎頭，這阻 止了輻射侵入；通向另一個壓力傳感器4的路徑明顯更彎曲。熱電偶25通過連通孔幾乎直接與樣品腔室1連通，該連通孔切入上汽缸蓋11中， 并被堵塞從而變得不會透過氣體。因此氣體溫度的測量是精確的。比重計的使用和測量的指示是常規(guī)的將樣品放置在腔室1內(nèi)部，然后關(guān)閉腔室 1，調(diào)節(jié)膨脹腔室2的體積；將汽缸(未示出)連接到連接器48，且用氣體填充腔室1和腔室 2，關(guān)閉通氣部件9 ；用流量控制器29調(diào)節(jié)上述腔室的壓力；當獲得所需的壓力時，關(guān)閉通氣 部件8以便隔離樣品腔室1，通過啟動通氣部件24來釋放膨脹腔室2中多余的壓力，同時關(guān) 閉通氣部件10 ；然后打開通氣部件8，并開始測量。然而，為了校正壓力，在實驗的整個過程 中，最好連續(xù)地記錄壓力測量值以及溫度測量值，以便可減去由溫度造成的部分；這使用針 對理想氣體的定義公式來計算。采用遠程操縱裝置將曲柄18和21與儀器保持在一起，因而該遠程操縱裝置的靈 敏度是基本的，同樣由于在操作按鈕上安裝了主動輪27和50，因此螺旋千分尺和流量控制 器29可容易地轉(zhuǎn)動。
權(quán)利要求
一種比重計，包括兩個連通的腔室(1、2)，一個是樣品腔室(1)，另一個是膨脹腔室(2)；兩個壓力傳感器(3、4)，分別與所述腔室和通氣部件(8、9、10)關(guān)聯(lián)，以使所述腔室相互連通以及與外部連通，或者隔離所述腔室；其特征在于，所述腔室在制造過程中從單個塊體(36)切出，所述壓力傳感器安裝在所述塊體上并由防輻射屏蔽罩(28)包圍，所述壓力傳感器(3，4)通過彎曲管道連接至所述樣品腔室(1)，并且所述比重計具有用于所述樣品腔室的溫度傳感器(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比重計，其特征在于，專門通過工廠加工于所述塊體內(nèi)的孔 構(gòu)成的管道使所述腔室相互連通、與外部連通、以及與所述壓力傳感器連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的比重計，其特征在于，所述通氣部件(8、9、10)包括在所 述塊體的孔(23)內(nèi)部滑動的活塞(20)，所述孔的每一個均包括底部和側(cè)面，一個管道延伸 到所述底部，另一個管道在所述側(cè)面的底部延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的比重計，其特征在于，所述塊體包括通氣部件 (8、9、10)的啟動裝置(21)位于其上的單個側(cè)面、和用于膨脹腔室的打開和關(guān)閉裝置(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的比重計，其特征在于，所述比重計包括用于改變 膨脹腔室(2)的體積的裝置(26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比重計，其特征在于，所述塊體(36)包括通過栓接和緊固在 安裝表面(13)處而組裝在一起的部件(11和12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2和6所述的比重計，其特征在于，特定的管道(34、35)包括延伸到所 述安裝表面(13)的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的比重計，其特征在于，延伸到安裝表面的所述部分包含在圓 形密封件(43、44)的邊緣的內(nèi)側(cè)，所述圓形密封件安裝在所述塊體(36)的部件(11、12)之 間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的比重計，其特征在于，延伸到安裝表面(13)的所述部 分連接至穿通所述塊體的其它管道(32至37 ；45、46)，這些其它的管道位于所述安裝表面 (13)與所述腔室(1，2)之間、位于所述安裝表面(13)與所述壓力傳感器(3，4)之間、或位 于所述安裝表面(13)與所述通氣部件(8，9，10)之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種測量計，是用于測量樣品體積的裝置，包括從單個塊體切出的兩個腔室；壓力傳感器(3、4)，安裝在塊體上，被防輻射屏蔽罩(28)包圍，并通過彎曲管道連接到樣品腔室(1)。添加了溫度傳感器(25)。這個儀器適合于使用膨脹腔室(2)內(nèi)部的氣體膨脹來進行放射性樣品體積的測量，而不會對壓力傳感器(3、4)造成輻射損傷，也不會有無法控制的熱效應(yīng)。
文檔編號G01F17/00GK101910820SQ200880122650
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者克里斯托夫·布雷內(nèi)斯, 弗拉維·波勒, 弗雷德里克·若里翁 申請人:法國原子能及替代能源委員會