PVT測試系統(tǒng) >> DM1000系列

       基于Burnett法所開發(fā)的PVT測試系統(tǒng)，主要包括PVT測量裝置、溫度測量系統(tǒng)、壓力測量系統(tǒng)、自動控溫系統(tǒng)、真空系統(tǒng)以及自動化測試分析軟件，可實(shí)現(xiàn)氣相PVT的自動測量。

DM1000系列是基于Burnett法的高精度氣相,可實(shí)現(xiàn)溫度、壓力的自動化測試和溫度的自動控制。

★  自動控溫：波動度小于±50 mK/15 min；

★  自動測溫：測量不確定度小于±50 mK；

★  自動測壓：測量不確定度小于±30 kPa；

★  自動計(jì)算：自動計(jì)算被測樣品的密度值；

基于Burnett法開發(fā)的，可實(shí)現(xiàn)溫度、壓力的自動化測試和溫度的自動控制，結(jié)合公司自行開發(fā)的數(shù)據(jù)分析軟件，能夠直接獲得被測物質(zhì)的PVT性質(zhì)數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)由溫度測量系統(tǒng)、壓力采集系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、PVT測試裝置、真空系統(tǒng)以及自動化測試分析軟件組成。

測量方法

      氣相PVT性質(zhì)測量的方法主要有定容法、變?nèi)莘āurnett法和Burnett-定容法等。

      其中，定容法的測量原理和實(shí)現(xiàn)過程相對簡單，且容易實(shí)現(xiàn)測量的自動化，但由于天平稱量、真空及實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)等條件的限制，難以實(shí)現(xiàn)容器體積的高精度標(biāo)定，不適合低密度下PVT性質(zhì)的測量，因此在高精度的氣相PVT性質(zhì)測量中，目前已經(jīng)很少采用。對于變?nèi)莘ǘ裕瑯右泊嬖跇?biāo)定體積問題，而且測量過程復(fù)雜，實(shí)際測量中很少采用。

      Burnett法（等溫膨脹法）和Burnett-定容法是當(dāng)前使用zui普遍的兩種方法，都避免了容器體積標(biāo)定和質(zhì)量稱量，可以實(shí)現(xiàn)高精度的氣相PVT性質(zhì)測量。相比而言，Burnett法的測量精度高且可獲得高精度的維里系數(shù)，但測量過程相對復(fù)雜不易實(shí)現(xiàn)測量的自動化，且需要消耗較多的樣品，而Burnett-定容法則綜合了Burnett法和定容法的優(yōu)點(diǎn)，但犧牲了部分測量精度。

測量原理

      開發(fā)的基于Burnett法。Burnett法是美國學(xué)者Burnett S.E.在1936年提出的，隨后有許多研究人員對其測量和數(shù)據(jù)處理的方法進(jìn)行了深入研究，目前已經(jīng)非常成熟。其基本的思路是：通過等溫膨脹的方法，測量得到一系列的氣體壓縮因子，然后利用氣體壓縮因子的定義計(jì)算得到相應(yīng)的氣體密度，因不需要測量容積的體積標(biāo)定和氣體質(zhì)量的稱量，因而可以實(shí)現(xiàn)較高的實(shí)驗(yàn)測量精度。

      下圖是Burnett法的實(shí)驗(yàn)原理圖，可知它的實(shí)驗(yàn)本體主要由兩個容器構(gòu)成，一個為主容器，容積為V_A，另一個為膨脹容器，容積為V_B，容器間通過閥門連接，為了保證是等溫膨脹，整個裝置處于恒溫環(huán)境中，通過主容器向膨脹容器的膨脹放氣就可以實(shí)現(xiàn)氣體壓縮因子的測量。

Burnett法的實(shí)驗(yàn)原理圖

主要特點(diǎn)

★  溫度、壓力的自動控制和測量；

★  溫度控制系統(tǒng)波動度小于±50 mK/15 min；

★  溫度的測量不確定度小于±50 mK；

★  壓力的測量不確定度小于±30 kPa；

★  該系統(tǒng)還可以進(jìn)行拓展，只要配備其他熱物性測試裝置，即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的熱物性測試。

產(chǎn)品性能

★  自動溫度控制：采用PVT Measurement測試軟件，可設(shè)定溫度、并自動控制溫度到設(shè)定值；

★  自動壓力控制：采用PVT Measurement測試軟件，可自動控制壓力測量系統(tǒng)內(nèi)平衡壓力；

★  自動壓力、溫度測量：采用PVT Measurement測試軟件，自動記錄各狀態(tài)的溫度、壓力值；

★  自動計(jì)算密度：采用PVT Analisys軟件，輸入實(shí)驗(yàn)獲得的一系列溫度壓力值，可自動計(jì)算被測樣品的密度值。

技術(shù)參數(shù)

選配指南

      DM 1000系列（原PVT1000系列）包括DM1000、DM1010、DM1020三款；其中，DM 1000是zui為基礎(chǔ)的一款，用戶可以以較低的成本獲得高性能的，可滿足科研院?；蚱髽I(yè)的一般測試需求。

      DM1010采用高精度的溫度測量系統(tǒng)、壓力測量系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。全量程范圍內(nèi)波動度小于±30 mK/15 min；溫度測量不確定度小于±10 mK；壓力測量不確定度小于±10kPa。

      DM1020是zui為高級的一套系統(tǒng)。采用更高精度的溫度測量系統(tǒng)、壓力測量系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)，其zui大特點(diǎn)在于溫度和壓力的高精度控制與測試。全量程范圍內(nèi)波動度小于±10 mK/15 min，可達(dá)±5 mK/15 min；同時具有相當(dāng)高的測量不確定度，溫度測量不確定度小于±5 mK；壓力測量不確定度小于±2kPa。

      同時，DM1000系列測量系統(tǒng)均可以進(jìn)行拓展，只要配備其它熱物性測試裝置，即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的熱物性測試。

系統(tǒng)組成

PVT測試系統(tǒng)主要包括PVT測量裝置、溫度測量系統(tǒng)、壓力測量系統(tǒng)、自動控溫系統(tǒng)、真空系統(tǒng)以及自動化測試分析軟件。各部分配件如下所示。

利用PVT1020型，對溫度為298~353 K、壓力為74~2040 kPa區(qū)間的二甲醚氣相PVT性質(zhì)進(jìn)行了測量。所得的二甲醚氣相PVT實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分布如下圖示：

圖1 二甲醚氣相PVT性質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的P-T圖

      根據(jù)儀器常數(shù)標(biāo)定法，擬合得到了二甲醚的維里系數(shù)：

表1 二甲醚的維里系數(shù)

      將上述二甲醚第二、第三維里系數(shù)擬合成為有關(guān)的方程，并得到了二甲醚的氣體維里狀態(tài)方程

      為了驗(yàn)證方程的可靠性，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與方程計(jì)算結(jié)果的偏差進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明：用溫度和氣相密度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到的壓力值與壓力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均偏差為0.10％，zui大偏差為0.40％；用溫度和壓力的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到氣相密度值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均偏差為0.11％，zui大偏差為0.49％，偏差的具體分布情況分別如下圖所示。