校驗(yàn)音速噴嘴的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及流量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種校驗(yàn)音速噴嘴的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 用音速噴嘴裝置測(cè)量氣體流量時(shí)，雖然音速噴嘴具有國(guó)家檢定證書，但氣體在進(jìn) 入音速噴嘴前會(huì)經(jīng)過(guò)滯止容器以及一套壓力調(diào)節(jié)管路，因此，整套裝置的精度仍需進(jìn)行校 驗(yàn)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的質(zhì)量法作為零級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可對(duì)音速噴嘴裝置進(jìn)行校驗(yàn)。在用質(zhì)量法對(duì) 音速噴嘴裝置進(jìn)行校驗(yàn)前，要先稱重質(zhì)量法氣瓶并記錄稱重?cái)?shù)據(jù)。但由于音速噴嘴裝置包 含滯止容器以及大量管路，所以需要先用吹掃瓶對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行吹掃。傳統(tǒng)的做法是先將 吹掃瓶閥門打開，吹掃完畢之后手動(dòng)關(guān)閉吹掃瓶閥門，再手動(dòng)將質(zhì)量法氣瓶閥門打開，并認(rèn) 為此時(shí)是質(zhì)量法開始點(diǎn)，結(jié)束時(shí)手動(dòng)關(guān)閉質(zhì)量法氣瓶閥門，并認(rèn)為此時(shí)是質(zhì)量法結(jié)束點(diǎn)。
[0004] 但這種方法需要至少兩人協(xié)作才可以完成。由于操作方法限制，操作員必須完全 關(guān)閉吹掃瓶后再開啟質(zhì)量法氣瓶，否則兩個(gè)氣瓶之間會(huì)串氣并直接導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。而且關(guān) 閉吹掃瓶與打開質(zhì)量法氣瓶的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)并且無(wú)法精確的掌握，這樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)不僅存在較為 嚴(yán)重的試驗(yàn)誤差，還缺少重復(fù)性。尤其是當(dāng)測(cè)試氣體是密度較小的氫氣時(shí)，人為操作的誤差 會(huì)更為明顯而且難以通過(guò)后期修正。加上關(guān)閉吹掃瓶和打開質(zhì)量法氣瓶中間會(huì)有比較明顯 的時(shí)間間隔，這會(huì)造成管路中的供氣不足，管路中壓力會(huì)有明顯下降，這樣就增大了試驗(yàn)結(jié) 束后管路壓力補(bǔ)償?shù)碾y度。而對(duì)于數(shù)據(jù)記錄員來(lái)說(shuō)，通常只能通過(guò)操作員的口頭信號(hào)來(lái)判 斷質(zhì)量法開始與結(jié)束的時(shí)間，這樣的操作很難精確的找出試驗(yàn)的真實(shí)開始點(diǎn)與停止點(diǎn)，同 樣會(huì)影響到整個(gè)試驗(yàn)的精度及重復(fù)性，特別在校驗(yàn)小流量音速噴嘴的時(shí)候。通常只能增加 試驗(yàn)時(shí)間來(lái)減小上述的試驗(yàn)誤差，但是這樣做并不能從根本上解決問(wèn)題，而且對(duì)于氫氣來(lái) 說(shuō)，則需要更長(zhǎng)的試驗(yàn)時(shí)間，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] (一）解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種校驗(yàn)音速噴嘴的裝置及方法，當(dāng)該裝置與 鋼瓶、質(zhì)量法氣瓶和音速噴嘴裝置相連時(shí)，能夠避免對(duì)兩個(gè)氣瓶頻繁的開閉動(dòng)作，簡(jiǎn)化校驗(yàn) 的操作步驟，降低操作難度，提高了校驗(yàn)精度。
[0007] (二）技術(shù)方案
[0008] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0009] 本發(fā)明提供了一種校驗(yàn)音速噴嘴的裝置，包括三相球閥K1、壓力傳感器P、高壓氣 體軟管T1、高壓氣體軟管T2、不銹鋼管T3、減壓閥K2和開關(guān)閥K3 ;
[0010] 其中，
[0011] 三相球閥Kl通過(guò)雙卡套接頭安裝于不銹鋼管T3的一端，壓力傳感器P、減壓閥K2 和開關(guān)閥K3分別通過(guò)雙卡套接頭從三相球閥Kl端依次安裝于不銹鋼管T3中間，高壓氣體 軟管Tl和T2與三相球閥Kl通過(guò)雙卡套接頭連接。
[0012] 優(yōu)選的，還包括接鋼瓶Α、質(zhì)量法氣瓶B和音速噴嘴裝置C，所述接鋼瓶A和質(zhì)量法 氣瓶B分別與高壓氣體軟管Tl和Τ2相連接；不銹鋼管Τ3的另一端與音速噴嘴裝置C通過(guò) 雙卡套接頭固定連接。
[0013] 優(yōu)選的，所述不銹鋼管T3為316系列不銹鋼；所述三相球閥K1、壓力傳感器P和 開關(guān)閥K3為抗"氫脆現(xiàn)象"的316系列不銹鋼部件。
[0014] 優(yōu)選的，所述不銹鋼管T3與壓力傳感器P和三相球閥K1之間的雙卡套接頭為耐 壓達(dá)到35MPa以上的316系列雙卡套接頭。
[0015] 優(yōu)選的，所述三相球閥K1與高壓氣體軟管Tl和高壓氣體軟管T2之間的雙卡套接 頭為耐壓達(dá)到35MPa以上的316系列雙卡套接頭。
[0016] 優(yōu)選的，所述壓力傳感器P為電流型或電壓型傳感器。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種校驗(yàn)音速噴嘴的方法，包括以下步驟：
[0018] Sl、對(duì)質(zhì)量法氣瓶B進(jìn)行稱量，記錄此時(shí)質(zhì)量法氣瓶B的質(zhì)量，記為Ml ;
[0019] S2、將鋼瓶A、質(zhì)量法氣瓶B分別通過(guò)高壓氣體軟管Tl和T2與三相球閥Kl通過(guò)雙 卡套接頭連接，不銹鋼管T3的另一端與音速噴嘴裝置C通過(guò)雙卡套接頭固定連接；
[0020] S3、將三相球閥Kl在鋼瓶A端與質(zhì)量法氣瓶B端反復(fù)切換，對(duì)高壓氣體軟管T2進(jìn) 行吹掃；
[0021] S4、將三相球閥Kl切換到鋼瓶A端，打開鋼瓶A閥門，調(diào)節(jié)減壓閥K2使其出口壓 力為音速噴嘴裝置C的工作壓力，打開開關(guān)閥K3,對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行吹掃；
[0022] S5、待音速噴嘴裝置C流量處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，開始連續(xù)記錄壓力傳感器P和音速噴 嘴裝置C的累積質(zhì)量的讀數(shù)，打開質(zhì)量法氣瓶B的閥門，并迅速將三相球閥Kl切換到質(zhì)量 法氣瓶端，此時(shí)開始質(zhì)量法校驗(yàn)音速噴嘴裝置；
[0023] S6、校驗(yàn)結(jié)束，直接關(guān)閉質(zhì)量法氣瓶B閥門，待該閥門完全關(guān)閉后，停止對(duì)壓力傳 感器P和音速噴嘴裝置C的累積質(zhì)量讀數(shù)的連續(xù)記錄；
[0024] S7、在校驗(yàn)連續(xù)記錄的壓力傳感器P讀數(shù)中，找到質(zhì)量法校驗(yàn)開始點(diǎn)Pl和停止點(diǎn) P2,并找到其對(duì)應(yīng)的音速噴嘴裝置C的累積質(zhì)量，記為M2和M3 ;
[0025] S8、將質(zhì)量法氣瓶B拆下進(jìn)行稱量,記錄此時(shí)質(zhì)量法氣瓶B的質(zhì)量,記為M4 ;
[0026] S9、對(duì)比質(zhì)量法消耗的質(zhì)量M4-M1與音速噴嘴裝置消耗的質(zhì)量M3-M2,得出音速噴 嘴裝置的精度為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種校驗(yàn)音速噴嘴的裝置，其特征在于，包括三相球閥（K1)、壓力傳感器（P)、高壓 氣體軟管（T1)、高壓氣體軟管（T2)、不銹鋼管（T3)、減壓閥（K2)和開關(guān)閥（K3); 其中， 三相球閥（Kl)通過(guò)雙卡套接頭安裝于不銹鋼管（T3)的一端，壓力傳感器（P)、減壓閥 (K2)和開關(guān)閥（K3)分別通過(guò)雙卡套接頭從三相球閥（Kl)端依次安裝于不銹鋼管T3中間， 高壓氣體軟管（Tl)和（T2)與三相球閥（Kl)通過(guò)雙卡套接頭連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括鋼瓶(A)、質(zhì)量法氣瓶（B)和音速噴嘴 裝置（C)，所述接鋼瓶(A)和質(zhì)量法氣瓶（B)分別與高壓氣體軟管（Tl)和（T2)相連接；不銹 鋼管（T3)的另一端與音速噴嘴裝置（C)通過(guò)雙卡套接頭固定連接。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述不銹鋼管（T3)為316系列不銹鋼； 所述三相球閥（Kl )、壓力傳感器（P)和開關(guān)閥（K3)為抗氫脆現(xiàn)象的316系列不銹鋼部件。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述不銹鋼管（T3)與壓力傳感器（P) 和三相球閥（Kl)之間的雙卡套接頭為耐壓達(dá)到35MPa以上的316系列雙卡套接頭。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述三相球閥（Kl)與高壓氣體軟管 (Tl)和高壓氣體軟管（T2)之間的雙卡套接頭為耐壓達(dá)到35MPa以上的316系列雙卡套接 頭。
6. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述壓力傳感器（P)為電流型或電壓型傳感 器。
7. -種校驗(yàn)音速噴嘴的方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 對(duì)質(zhì)量法氣瓶（B)進(jìn)行稱量，記錄此時(shí)質(zhì)量法氣瓶（B)的質(zhì)量，記為Ml ; 52、 將鋼瓶（A)、質(zhì)量法氣瓶（B)分別通過(guò)高壓氣體軟管（Tl)和（T2)與三相球閥（Kl) 通過(guò)雙卡套接頭連接，不銹鋼管（T3)的另一端與音速噴嘴裝置（C)通過(guò)雙卡套接頭固定連 接； 53、 將三相球閥（Kl)在鋼瓶（A)端與質(zhì)量法氣瓶（B)端反復(fù)切換，對(duì)高壓氣體軟管（T2) 進(jìn)行吹掃； 54、 將三相球閥（Kl)切換到鋼瓶（A)端，打開鋼瓶（A)閥門，調(diào)節(jié)減壓閥（K2)使其出口 壓力為音速噴嘴裝置（C)的工作壓力，打開開關(guān)閥（K3)，對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行吹掃； 55、 待音速噴嘴裝置（C)流量處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，開始連續(xù)記錄壓力傳感器（P)和音速噴 嘴裝置（C)的累積質(zhì)量的讀數(shù)，打開質(zhì)量法氣瓶（B)的閥門，并迅速將三相球閥（Kl)切換 到質(zhì)量法氣瓶端，此時(shí)開始質(zhì)量法校驗(yàn)音速噴嘴裝置； 56、 校驗(yàn)結(jié)束，直接關(guān)閉質(zhì)量法氣瓶（B)閥門，待該閥門完全關(guān)閉后，停止對(duì)壓力傳感 器（P)和音速噴嘴裝置（C)的累積質(zhì)量讀數(shù)的連續(xù)記錄； 57、 在校驗(yàn)連續(xù)記錄的壓力傳感器（P)讀數(shù)中，找到質(zhì)量法校驗(yàn)開始點(diǎn)Pl和停止點(diǎn)P2， 并找到其對(duì)應(yīng)的音速噴嘴裝置（C)的累積質(zhì)量，記為M2和M3 ; 58、 將質(zhì)量法氣瓶（B)拆下進(jìn)行稱量,記錄此時(shí)質(zhì)量法氣瓶（B)的質(zhì)量,記為M4 ; 59、 對(duì)比質(zhì)量法消耗的質(zhì)量M4-M1與音速噴嘴裝置消耗的質(zhì)量M3-M2,得出音速噴嘴裝 置的精度>
完成校驗(yàn)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種校驗(yàn)音速噴嘴的裝置及方法，涉及流量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。包括三相球閥（K1）、壓力傳感器（P）、高壓氣體軟管（T1）、高壓氣體軟管（T2）、不銹鋼管（T3）、減壓閥（K2）和開關(guān)閥（K3）；其中，三相球閥（K1）通過(guò)雙卡套接頭安裝于不銹鋼管（T3）的一端，壓力傳感器（P）、減壓閥（K2）和開關(guān)閥（K3）分別通過(guò)雙卡套接頭從三相球閥（K1）端依次安裝于不銹鋼管T3中間任一點(diǎn)，高壓氣體軟管（T1）和（T2）與三相球閥（K1）通過(guò)雙卡套接頭連接。本發(fā)明避免了對(duì)兩個(gè)氣瓶頻繁的開閉動(dòng)作，簡(jiǎn)化校驗(yàn)的操作步驟，降低操作難度，提高了試驗(yàn)精度。
【IPC分類】G01F25-00
【公開號(hào)】CN104677468
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310632123
【發(fā)明人】金振華, 盧丹, 盧青春, 聶圣芳, 聶華威, 田穎, 陳明潔
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年11月29日