[发明专利]一种低温浆氢电容式密度测量装置及方法

权利要求书

1.一种低温浆氢电容式密度测量装置，其特征在于，包括LCR测量仪、平板电极(1)，平板电极(1)的一端设置在第一绝缘装置(4)上，另一端设置在第二绝缘装置(5)上；所述平板电极(1)一侧布置有第一椭圆柱电极(2)，另一侧布置有第二椭圆柱电极(3)，第一椭圆柱电极(2)和第二椭圆柱电极(3)的横截面均为椭圆形，并且第一椭圆柱电极(2)和第二椭圆柱电极(3)的横截面的长轴所在直线均与平板电极(1)平行；

平板电极(1)一端接两根导线，两根导线并联后接于LCR测量仪负极探头；

第一椭圆柱电极(2)一端与第二椭圆柱电极(3)一端均连接于LCR测量仪正极探头。

2.根据权利要求1所述的一种低温浆氢电容式密度测量装置，其特征在于，平板电极(1)为正方形。

3.根据权利要求1所述的一种低温浆氢电容式密度测量装置，其特征在于，第一椭圆柱电极(2)和第二椭圆柱电极(3)的一端设置在第一绝缘装置(4)上，另一端设置在第二绝缘装置(5)上。

4.根据权利要求1所述的一种低温浆氢电容式密度测量装置，其特征在于，第一椭圆柱电极(2)和第二椭圆柱电极(3)对称设置在平板电极(1)两侧；第一椭圆柱电极(2)和第二椭圆柱电极(3)的横截面的长轴。

5.根据权利要求1所述的一种低温浆氢电容式密度测量装置，其特征在于，第一椭圆柱电极(2)和第二椭圆柱电极(3)与平板电极(1)的最小距离均为3mm。

6.根据权利要求1所述的一种低温浆氢电容式密度测量装置，其特征在于，平板电极(1)一端设置有第一突出焊点(8)和第二突出焊点(9)，第一绝缘装置(4)上开设有通孔，导线一端与第一突出焊点(8)和第二突出焊点(9)焊接，另一端穿过第一绝缘装置(4)上通孔。

7.根据权利要求1所述的一种低温浆氢电容式密度测量装置，其特征在于，导线为双层屏蔽电缆。

8.根据权利要求1所述的一种低温浆氢电容式密度测量装置，其特征在于，第一椭圆柱电极(2)和第二椭圆柱电极(3)两端开设螺纹孔，第一椭圆柱电极(2)和第二椭圆柱电极(3)分别通过螺钉与第一绝缘装置(4)和第一绝缘装置(5)连接。

9.根据权利要求1所述的一种低温浆氢电容式密度测量装置，其特征在于，第一绝缘装置(4)和第一绝缘装置(5)上设置有用于放置平板电极(1)、第一椭圆柱电极(2)第二椭圆柱电极(3)的凹槽；

第一椭圆柱电极(2)和第二椭圆柱电极(3)一端均设置有接线柱；

第一绝缘装置(4)和第二绝缘装置(5)上均开通孔，第一支撑杆(6)设置在第一绝缘装置(4)上的通孔内，第二支撑杆(7)设置在第二绝缘装置(5)上的通孔内。

10.一种基于权利要求1所述的装置的低温浆氢电容式密度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

将平板电极(1)和第一椭圆柱电极(2)，平板电极(1)和第二椭圆柱电极(3)分别组成两个电容，采用差动形式连接，通过LCR测量仪测量探测电容器的电容量，依据电容量与相对介电常数的关系式，得到浆氢的相对介电常数ε；

根据三相点处液氢的相对介电常数ε_l、固氢的相对介电常数ε_s和流过电极板间浆氢的相对介电常数ε，通过下式计算固体粒子在体积流速中的分数f；

根据固体粒子在体积流速中的分数，通过下式计算浆体的密度ρ；

ρ＝(1-f)ρ_l+fρ_s

式中，ρ_l为液氢的密度，ρ_s为固氢的密度。