基于恒壓法的多介質(zhì)氣體配樣標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)及流量提供方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于恒壓法的多介質(zhì)氣體配樣標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)以及流量提供方法，其特點(diǎn)在于：利用多介質(zhì)氣體配樣，采用流經(jīng)限流小孔的氣體流量，通過(guò)恒壓方法對(duì)氣體壓力、體積進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)獲得一定流量值的標(biāo)準(zhǔn)氣體流量；采用多介質(zhì)氣體配樣，使氣體流經(jīng)限流小孔前端，通過(guò)微調(diào)閥、壓力計(jì)和精密細(xì)活塞共同控制流經(jīng)限流小孔后的氣體壓力和體積，實(shí)現(xiàn)不同量值標(biāo)準(zhǔn)氣體流量的獲得。流出限流小孔的氣體流量進(jìn)入變?nèi)菔覂?nèi)，通過(guò)差壓式真空計(jì)對(duì)變?nèi)菔覂?nèi)氣體壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用精密細(xì)活塞的移動(dòng)對(duì)變?nèi)菔胰莘e進(jìn)行改變，實(shí)現(xiàn)流出變?nèi)菔覛怏w流量的精確控制。
【專利說(shuō)明】基于恒壓法的多介質(zhì)氣體配樣標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)及流量提供方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及流量計(jì)量器具的設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種基于恒壓法的多介質(zhì)氣體配 樣標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，以及采用該流量計(jì)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)流量的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在真空系統(tǒng)中，獲得標(biāo)準(zhǔn)氣體流量的一個(gè)基本方法是采用氣體漏率元器件，即利 用經(jīng)過(guò)計(jì)量部門(mén)計(jì)量后的標(biāo)準(zhǔn)參考漏孔連接入相應(yīng)的真空系統(tǒng)。這種方法盡管可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn) 氣體流量的獲得，但由于一個(gè)漏率元器件只能提供一個(gè)流量值的標(biāo)準(zhǔn)氣體流量，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn) 氣體流量連續(xù)變化的情況或者短時(shí)間內(nèi)數(shù)個(gè)不同流量值的標(biāo)準(zhǔn)氣體混合后提供流量的情 況，該方法難以保證所提供流量的精度。
[0003] 另外一種提供正壓標(biāo)準(zhǔn)氣體流量的方法是利用通道型的漏率元器件通過(guò)極為有 限的改變條件，使得通過(guò)其氣體流量發(fā)生極為有限的改變。將數(shù)個(gè)漏率元器件并聯(lián)，可以在 不同量級(jí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)流量的控制。但是在使用的過(guò)程中漏率元器件工作狀態(tài)發(fā)生變化，導(dǎo)致最 終提供的標(biāo)準(zhǔn)氣體流量出現(xiàn)較大的不確定度。
[0004] 可見(jiàn)，目前提供標(biāo)準(zhǔn)氣體流量的方案不能確保最終輸出的標(biāo)準(zhǔn)氣體流量的準(zhǔn)確供 給。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于恒壓法的多介質(zhì)氣體配樣標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，以及采 用該流量計(jì)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)流量的方法，能夠確保標(biāo)準(zhǔn)氣體流量的準(zhǔn)確供給，適用于提供多介質(zhì) 的氣體標(biāo)準(zhǔn)流量，尤其適用于需要準(zhǔn)確提供一定流量值和多介質(zhì)一定混合比例的標(biāo)準(zhǔn)氣體 流量。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 所述基于恒壓法的多介質(zhì)氣體配樣標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，包括：多個(gè)單一氣體接入端，各單 一氣體接入端各自通過(guò)一個(gè)閥門(mén)接入同一微調(diào)閥，微調(diào)閥順次連接限流小孔、第四開(kāi)關(guān)閥、 變?nèi)菔液偷谝婚_(kāi)關(guān)閥；微調(diào)閥和限流小孔之間的管路上接入氣體混合室；差壓式真空計(jì)的 一端連接變?nèi)菔业娜肟?，另一端通過(guò)第二開(kāi)關(guān)閥連接變?nèi)菔业某隹冢^壓式壓力計(jì)測(cè)量變 容室入口處的氣體絕對(duì)壓力；差壓式真空計(jì)的兩端之間進(jìn)一步連接第三開(kāi)關(guān)閥；變?nèi)菔彝?過(guò)活塞改變?nèi)莘e。
[0008] 所述使用上述標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)提供流量的方法，包括下列步驟：
[0009] 步驟1、預(yù)先根據(jù)所需提供的流量Q，采用公式（A)計(jì)算所需的輸出氣體壓力pQ ;
[0010]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于恒壓法的多介質(zhì)氣體配樣標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，其特征在于，包括：多個(gè)單一氣體 接入端，各單一氣體接入端各自通過(guò)一個(gè)閥門(mén)接入同一微調(diào)閥（7)，微調(diào)閥（7)順次連接限 流小孔（9)、第四開(kāi)關(guān)閥（10)、變?nèi)菔遥?5)和第一開(kāi)關(guān)閥（16);微調(diào)閥（7)和限流小孔（9) 之間的管路上接入氣體混合室（8);差壓式真空計(jì)（11)的一端連接變?nèi)菔遥?5)的入口，另 一端通過(guò)第二開(kāi)關(guān)閥（17)連接變?nèi)菔遥?5)的出口，絕壓式壓力計(jì)（13)測(cè)量變?nèi)菔遥?5) 入口處的氣體絕對(duì)壓力；差壓式真空計(jì)（11)的兩端之間進(jìn)一步連接第三開(kāi)關(guān)閥（12);變?nèi)?室（15)通過(guò)活塞（14)改變?nèi)莘e。
2. -種使用權(quán)利要求1的標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)提供流量的方法，其特征在于，包括下列步驟： 步驟1、預(yù)先根據(jù)所需提供的流量Q，采用公式（A)計(jì)算所需的輸出氣體壓力Ptl ;
、 AF, 式（1)中，-^取假定的一個(gè)任意值； At 步驟2、開(kāi)始提供流量時(shí)，先關(guān)閉第四開(kāi)關(guān)閥（10)、第一開(kāi)關(guān)閥（16)和第二開(kāi)關(guān)閥 (17)，通過(guò)單一氣體接入端按需求接入不同氣體，并打開(kāi)單一氣體接入端的閥門(mén)，通過(guò)微調(diào) 閥（7)控制氣體流量，使氣體流入氣體混合室（8)實(shí)現(xiàn)充分混合； 步驟3、打開(kāi)第四開(kāi)關(guān)閥（10)，氣體混合室（8)內(nèi)氣體經(jīng)由限流小孔（9)、第四開(kāi)關(guān)閥 (10) 流向差壓式真空計(jì)（11)、第三開(kāi)關(guān)閥（12)和變?nèi)菔遥?5); 步驟4、打開(kāi)第三開(kāi)關(guān)閥（12)使得差壓式真空計(jì)（11)兩端聯(lián)通，此時(shí)差壓式真空計(jì) (11) 的示數(shù)為〇,將活塞（14)完全深入變?nèi)菔胰萸粌?nèi)，用絕壓式壓力計(jì)（13)測(cè)量流入變?nèi)?室氣體的絕對(duì)壓力，記為P;當(dāng)P達(dá)到Ptl時(shí)，執(zhí)行步驟5 ; 步驟5、關(guān)閉第三開(kāi)關(guān)閥（12)，計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，且此時(shí)時(shí)刻記為h;由于氣體的源源 流入，使得差壓式真空計(jì)（11)的示值變大，以差壓式真空計(jì)（11)的示值為〇為目標(biāo)，不斷 調(diào)節(jié)活塞位置從而改變變?nèi)菔业膲毫?；?dāng)差壓式真空計(jì)（11)的示值穩(wěn)定在〇時(shí)，取穩(wěn)定時(shí) 刻記為t2 ; 步驟6、獲取活塞（14)相對(duì)于h時(shí)刻的長(zhǎng)度改變量，與活塞橫截面相乘后，得到實(shí)際的 AV' 變?nèi)菔胰莘e的改變量，為ΛV' ；計(jì)算/\丨~7，檢查計(jì)算值是否為Q，如果是，則轉(zhuǎn)入步驟 h-h 7 ;否則，調(diào)節(jié)微調(diào)閥（7)和第四開(kāi)關(guān)閥（10)后，重新執(zhí)行步驟4 ; 步驟7、打開(kāi)開(kāi)關(guān)閥（16)，開(kāi)始提供流量為Q的氣體； 在提供流量的過(guò)程中，進(jìn)一步利用差壓式真空計(jì)（11)監(jiān)測(cè)變?nèi)菔覂?nèi)壓力變化，通過(guò)調(diào) 節(jié)活塞的位置，令差壓式真空計(jì)（11)的示值穩(wěn)定在〇,從而達(dá)到輸出氣體壓力恒定為Ptl的 效果。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，公式（A)中的AV取變?nèi)菔遥?)的最大變化 體積，At取估算的試驗(yàn)時(shí)間，該試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)于從關(guān)閉第三開(kāi)關(guān)閥（12)到變?nèi)菔遥?)內(nèi)氣 體壓力穩(wěn)定到所需輸出氣體壓力的所需時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G01F1/34GK104236641SQ201410482146
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】盛學(xué)民, 成永軍, 馮焱, 趙瀾, 董猛, 習(xí)振華, 魏萬(wàn)印 申請(qǐng)人:蘭州空間技術(shù)物理研究所