專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓反吹法鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于流量計(jì)量領(lǐng)域，涉及一種能夠采用正壓方式完成臨界流音速?lài)娮?檢定的高壓氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。
技術(shù)背景音速?lài)娮熳鳛樽钪饕囊环N氣體流量標(biāo)準(zhǔn)器，被廣泛地應(yīng)用于氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝 置，也可直接應(yīng)用于工業(yè)流量測(cè)量。對(duì)于音速?lài)娮斓膶?shí)流檢定，將文丘里噴嘴和二次裝置，按要求安裝在氣體流量標(biāo) 準(zhǔn)裝置上，實(shí)測(cè)出流過(guò)文丘里噴嘴的氣體質(zhì)量流量，按計(jì)算公式反算出流出系數(shù)。在檢定工 程中，當(dāng)文丘里噴嘴達(dá)到臨界流時(shí)，在上游參數(shù)保持不變的條件下，其流量不受下游壓力變 化的影響。所以，在標(biāo)準(zhǔn)容器的入口裝上文丘里噴嘴，可以控制流量保持不變，其條件是標(biāo) 準(zhǔn)容器內(nèi)升高的壓力，沒(méi)有破壞文丘里噴嘴的臨界流條件，即與上游壓力比沒(méi)大于臨界流 文丘里噴嘴的最大允許背壓比。我國(guó)目前多采用負(fù)壓PVTt法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。負(fù)壓PVTt 法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的工作原理為檢定前，啟動(dòng)真空泵，打開(kāi)真空閥，抽出標(biāo)準(zhǔn)容器中的 空氣，然后關(guān)閉真空閥和真空泵。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)的溫度、壓力。打開(kāi)開(kāi)關(guān)閥，開(kāi)始檢定。 當(dāng)開(kāi)關(guān)閥開(kāi)始動(dòng)作時(shí)，光電發(fā)訊器發(fā)出信號(hào)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)。當(dāng)開(kāi)關(guān)閥打開(kāi)時(shí)，由于大氣 壓高于標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)的壓力，周?chē)目諝忾_(kāi)始從裝置的進(jìn)口流入，經(jīng)過(guò)被檢流量計(jì)、臨界流文 丘里噴嘴、開(kāi)關(guān)閥、進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)容器。當(dāng)檢定到適當(dāng)時(shí)間時(shí)，關(guān)閉開(kāi)關(guān)閥，使空氣停止流動(dòng)。在 開(kāi)關(guān)閥到全閉位置時(shí)，光電發(fā)訊器發(fā)出信號(hào)，停止計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)。從計(jì)時(shí)器上讀出時(shí)間。待標(biāo) 準(zhǔn)容器內(nèi)溫度穩(wěn)定后，測(cè)量其溫度、壓力，由此算出其基本質(zhì)量流量，進(jìn)而可得出噴嘴的流 出系數(shù)。由于檢定過(guò)程中，其氣體狀態(tài)為負(fù)壓，不能模擬音速?lài)娮煸谡龎合率褂脮r(shí)的工作狀 態(tài)，因此應(yīng)用負(fù)壓PVTt法裝置存在一定局限性。目前，排氣法鐘罩氣體流量裝置較為常用，該方法比較經(jīng)典，檢定結(jié)果數(shù)據(jù)可信， 鐘罩式氣體流量裝置的不確定度一般為0. 0. 5%，壓力在IOOOPa 5000Pa范圍，壓 力波動(dòng)在IOPa 50Pa，由于其量值直接溯源到長(zhǎng)度、壓力、溫度和時(shí)間，是原始法氣體流量 裝置。鐘罩式氣體流量裝置具有壓力穩(wěn)定、流量穩(wěn)定、重復(fù)性好、易于溯源、操作方便等特 點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓損流量計(jì)的校準(zhǔn)，因此國(guó)際上均將鐘罩作為低壓氣體小流量裝置的國(guó)家 基準(zhǔn)。由于標(biāo)準(zhǔn)體積僅與鐘罩下降的距離及鐘罩內(nèi)橫截面有關(guān)，相關(guān)影響因素較少，因 此標(biāo)準(zhǔn)體積的不確定度很小。從原理上看，鐘罩重復(fù)性?xún)H與鐘罩運(yùn)動(dòng)速度、光電開(kāi)關(guān)測(cè)量的 重復(fù)性及環(huán)境溫度變化等因素有關(guān)，而這些影響因素均很小，因此其重復(fù)性好。由于鐘罩是 懸浮在液體上面的一個(gè)封閉容器，通過(guò)浮力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的作用使得鐘罩受到的向下的合力為 一恒定的力。因此，鐘罩內(nèi)氣體的壓力始終保持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。這對(duì)減小測(cè)量結(jié)果不 確定度起著至關(guān)重要的作用。由于流量值為鐘罩運(yùn)行速度與鐘罩內(nèi)橫截面積的乘積，鐘罩 內(nèi)壓穩(wěn)定，因此能夠容易地使流量達(dá)到并穩(wěn)定在設(shè)定流量點(diǎn)上。但對(duì)于壓力損失較大的流量計(jì)，如音速?lài)娮斓?，排氣法鐘罩氣體流量裝置無(wú)法開(kāi)展檢定。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型就是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種可對(duì)壓力損失較大的臨界流音速?lài)娮爝M(jìn) 行正壓檢定的高壓反吹法鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案，本實(shí)用新型包括鐘罩式流量標(biāo) 準(zhǔn)裝置，鐘罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置同滯止容器相連，采集數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)分別同鐘罩式流量標(biāo)準(zhǔn) 裝置，具有壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器的滯止容器相連，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)滯止容器同 進(jìn)氣裝置相連。本實(shí)用新型的有益效果該裝置以鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為標(biāo)準(zhǔn)器，采用進(jìn)氣法，使經(jīng)過(guò)冷卻、干燥、穩(wěn) 壓、恒溫的高壓的氣體，流經(jīng)滯止容器后進(jìn)入鐘罩，鐘罩上升后容積增加，通過(guò)測(cè)量流過(guò)鐘 罩氣體的體積、溫度、壓力，以及測(cè)量音速?lài)娮斓那昂髩毫χ?，?jì)算得出音速?lài)娮斓牧鞒鱿?數(shù)，從而達(dá)到可對(duì)壓力損失較大的臨界流音速?lài)娮爝M(jìn)行正壓檢定檢測(cè)音速?lài)娮斓哪康?，?時(shí)本實(shí)用新型可采用正壓方式檢測(cè)其它較高壓力損失的氣體流量計(jì)的檢測(cè)裝置。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型包括鐘罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置15，鐘罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置15同滯止容器10 相連，采集數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)16分別同鐘罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置15，具有壓力傳感器11、溫度傳感 器12、濕度傳感器13的滯止容器10相連，滯止容器10同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣裝置相連。為使經(jīng)過(guò)冷卻、干燥、穩(wěn)壓、恒溫的高壓氣壓氣體滿(mǎn)足正壓方式檢測(cè)進(jìn)氣要求，標(biāo) 準(zhǔn)進(jìn)氣裝置可由以下裝置構(gòu)成是由空氣壓縮機(jī)1、冷卻箱2、過(guò)濾器3、干燥器4，出口處具 有一級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥6的一級(jí)穩(wěn)壓罐5，出口處具有二級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥8的二級(jí)穩(wěn)壓罐7，恒溫 加熱器9依次連接構(gòu)成。滯止容器10幾何尺寸按ISO 9300中相關(guān)要求設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型所采用的裝置均 是可從市場(chǎng)購(gòu)置。本實(shí)用新型的一次動(dòng)作過(guò)程空氣壓縮機(jī)1啟動(dòng)并開(kāi)始運(yùn)行，產(chǎn)生0. SMpa的高壓空氣，壓縮的空氣會(huì)因吸熱而 溫度增加。經(jīng)冷卻箱2冷卻降溫。經(jīng)過(guò)濾器3過(guò)濾掉其中的油和水。由于空氣的濕度會(huì)隨 著壓力的升高而增加，需要干燥器4進(jìn)行干燥處理。經(jīng)干燥處理后高壓空氣進(jìn)入一級(jí)穩(wěn)壓 罐5穩(wěn)壓，經(jīng)一級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥6后進(jìn)入二級(jí)穩(wěn)壓罐7，經(jīng)二級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥8后進(jìn)入恒溫加熱 器9，溫度加熱至20°C的實(shí)驗(yàn)室溫度，此時(shí)的高壓空氣經(jīng)管道進(jìn)入已安裝了被檢音速?lài)娮?的滯止容器10，此時(shí)的被檢音速?lài)娮斓纳舷掠蔚膲毫σ_(dá)到合適的背壓比，高壓空氣經(jīng)壓 力平衡調(diào)節(jié)閥14后，進(jìn)入罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置15，罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置15的溫度傳感器12、壓 力傳感器11的信號(hào)輸出計(jì)算機(jī)16的數(shù)據(jù)采集端上，計(jì)算機(jī)16的控制輸出端與壓力平衡調(diào) 節(jié)閥14的控制輸入端相連接，被檢音速?lài)娮焐嫌蔚臏谷萜?0的壓力傳感器11、溫度傳感器12、濕度傳感器13的信號(hào)輸出端(通過(guò)信號(hào)線(xiàn))連接到計(jì)算機(jī)16的數(shù)據(jù)采集端，這樣 計(jì)算機(jī)16采集各種過(guò)程信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)內(nèi)部硬件及軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字濾波、流量計(jì)算等功 能，最終完成被檢音速?lài)娮炝鞒鱿禂?shù)的數(shù)據(jù)處理、報(bào)表輸出及打印。
權(quán)利要求高壓反吹法鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，包括鐘罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置(15)，鐘罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置(15)同滯止容器(10)相連，采集數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)(16)分別同鐘罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置(15)，具有壓力傳感器(11)、溫度傳感器(12)、濕度傳感器(13)的滯止容器(10)相連，其特征在于滯止容器(10)同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓反吹法鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣 裝置由以下裝置構(gòu)成是由空氣壓縮機(jī)(1)、冷卻箱(2)、過(guò)濾器(3)、干燥器(4)，出口處具 有一級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥(6)的一級(jí)穩(wěn)壓罐(5)，出口處具有二級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥(8)的二級(jí)穩(wěn)壓罐 (7)，恒溫加熱器(9)依次連接構(gòu)成。
專(zhuān)利摘要高壓反吹法鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置屬于流量計(jì)量領(lǐng)域，涉及一種能夠采用正壓方式完成臨界流音速?lài)娮鞕z定的高壓氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。本實(shí)用新型提供一種可對(duì)壓力損失較大的臨界流音速?lài)娮爝M(jìn)行正壓檢定的高壓反吹法鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。本實(shí)用新型包括鐘罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，鐘罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置同滯止容器相連，采集數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)分別同鐘罩式流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，具有壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器的滯止容器相連，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)滯止容器同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣裝置相連。
文檔編號(hào)G01F25/00GK201628569SQ20102012277
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者劉方, 孫麗華, 莊濤, 張文美, 李宏偉, 李旭, 王振, 王福貴, 臧立新, 陸科, 韓聰, 黃濤 申請(qǐng)人:遼寧省計(jì)量科學(xué)研究院