一種氣體小流量標準裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣體小流量標準裝置。所述氣體小流量標準裝置包括順次通過管路串接相連的穩(wěn)壓罐、質(zhì)量流量控制器、被檢流量計和儲水容器；所述儲水容器分別通過管路與至少一個標準量器相連；所述儲水容器內(nèi)設有氣囊或隔膜；所述標準量器的底面高于儲水容器的頂面；所述氣囊或隔膜上裝有檢測氣囊或隔膜內(nèi)溫度和壓力的測溫裝置和測壓裝置。本發(fā)明結構簡單，價格低廉，測量精度高，優(yōu)于0.1%，重復性好。
【專利說明】一種氣體小流量標準裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種氣體小流量標準裝置。
【背景技術】
[0002]氣體小流量標準裝置主要有皂膜流量標準裝置、氣體鐘罩、PVTt法氣體流量標準裝置、m-t法質(zhì)量流量標準裝置、活塞法流量標準裝置、標準表法氣體流量裝置和定容式氣體微流量標準裝置等等。
[0003]皂膜流量標準裝置是傳統(tǒng)的氣體流量測量方法之一，機械皂膜測量精度一般低于
0.5級，操作麻煩；電子皂膜可以達到或優(yōu)于0.5級。根據(jù)皂膜管的大小不同，流量可以從幾毫升每分鐘到幾立方米每分鐘。該方法的優(yōu)點是結構簡單，投入少；缺點是沒有溫壓補償，精度低，僅適用于低壓，易受外界干擾，大流量時，很難控制皂膜的質(zhì)量。
[0004]氣體鐘罩主要用于膜式燃氣表、玻璃轉子流量計和濕式氣體流量計的檢定，用于微小流量測量時精度一般低于0.2級，重復性較差，易受環(huán)境影響。
[0005]PVTt法氣體流量標準裝置是我國最高氣體流量標準，中國計量院的測量范圍是
0.1mVh以上，測量擴展不確定度0.045% (k=2)。缺點是對溫度、壓力測量要求高，投資大；負壓工作，不適用于質(zhì)量流量計等壓損大的流量儀表。
[0006]m-t法質(zhì)量流量標準裝置一般用于氣體大流量的測量，中石油四川綿陽、南京天然氣實流檢定站各有一臺這種裝置，此外有些軍工部門也建了 m-t法裝置。其優(yōu)點是溯源簡單，只與質(zhì)量和時間有關，測量擴展不確定度可達0.05% (k=2)以上，最低流量一般為幾立方米每小時。缺點是投資巨大，不適用于測量微小流量。
[0007]活塞法流量標準裝置是國內(nèi)外氣體小流量測量研究的熱點，有主動活塞和被動活塞二種方法，小流量活塞法測量擴展不確定度一般為0.2% (k=2)左右，中大流量可達0.05%(k=2)。國內(nèi)主要有中國計量院和浙江省院在開展這方面的研究，取得了較好的成果。該方法加工精度要求很高，裝置成本高。
[0008]定容式氣體微流量標準裝置一般用于真空漏孔的校準，真空漏孔是衛(wèi)星、火箭、飛船、集成電路和計算機芯片生產(chǎn)設備等有密封性要求的設備進行檢漏的關鍵儀器，流量非常小，校準范圍一般為(10_2 — 10_n) P a.m3/s,設備投資很大。
[0009]中國實用新型專利ZL201220269450.7公開了 一種氣體小流量標準裝置，該裝置包括順次連接的空壓機、穩(wěn)壓罐、減壓閥、質(zhì)量流量控制器和被檢流量計，還包括儲水容器和標準量器，所述儲水容器的頂部設有管路與被檢流量計相連，并在儲水容器的底部設置管路連接到標準量器，且標準量器底面高于儲水容器底面。該標準量器采用縮頸結構，量器可以達到二等標準金屬容器的要求，然而由于被測氣體與水直接接觸，水很快蒸發(fā)變成水蒸汽進入被測氣體中，所測壓力包含了水蒸汽壓，如果不準確測量濕度變化的影響，對測量精度影響較大，如同一臺流量計同一個流量點20°C測量結果和30°C的測量結果可能相差約1%，難以滿足高精度的測量要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明旨在提供一種氣體小流量標準裝置，該裝置結構簡單，價格低廉，測量精度高，重復性好。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:一種氣體小流量標準裝置，包括順次通過管路串接相連的穩(wěn)壓罐、質(zhì)量流量控制器、被檢流量計和儲水容器；所述儲水容器分別通過管路與至少一個標準量器相連；其結構特點是，通過管路與被檢流量計相連的所述儲水容器內(nèi)設有氣囊或用于分隔被測氣體與水的隔膜；所述標準量器的底面高于儲水容器的頂面；所述氣囊或隔膜上裝有檢測氣囊或隔膜內(nèi)溫度和壓力的測溫裝置和測壓裝置。
[0012]以下為本發(fā)明的進一步改進的技術方案:
[0013]為了精確了解儲水容器內(nèi)液體的溫度，所述儲水容器中設有溫度傳感器。
[0014]所述儲水容器與標準量器之間的設有液位傳感器。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述標準量器優(yōu)選為兩個標準金屬量器。
[0016]為了方便調(diào)節(jié)儲水容器內(nèi)的壓力，所述穩(wěn)壓罐與質(zhì)量流量控制器之間的管路上裝有調(diào)壓閥。
[0017]優(yōu)選地，所述液位傳感器為液位玻璃管。
[0018]所述標準量器優(yōu)選為縮頸結構。
[0019]所述儲水容器上裝有檢測儲水容器內(nèi)水溫的溫度計。
[0020]優(yōu)選地，所述測溫裝置為溫度傳感器；所述測壓裝置為壓力傳感器。
[0021]藉由上述結構，本發(fā)明所述的氣體小流量標準裝置優(yōu)選包括順次連接的穩(wěn)壓罐、調(diào)壓閥、質(zhì)量流量控制器和被檢流量計，還包括儲水容器和標準量器，所述儲水容器設有管路與被檢流量計相連，并在儲水容器設置管路連接到標準量器，且標準量器底面高于儲水容器頂部，儲水容器內(nèi)置氣囊或者設置隔膜把被測氣體和水分開，氣囊或隔膜氣體側設溫度、壓力測量。
[0022]檢測時，被測氣體通過被檢流量計后進入儲水容器，瞬間濕度發(fā)生很大變化，例如26°C，高純氮氣相對濕度接近0，流進儲水容器不要I分鐘，濕度可以達到80%。也就是說，測量過程中被測氣體的成分發(fā)生了變化，所測氣體壓力是被測氣體和新增水蒸汽的壓力之和。解決該問題的方案有兩個:一是用濕度傳感器測出被測氣體濕度的變化；另一個是把被測氣體與水隔離。準確測量濕度的變化有難度，同時增加了較大成本，本發(fā)明內(nèi)置氣囊或者設置隔膜把被測氣體和水分開，解決了未解決的問題，大大提高了測量準確度。
[0023]與中國實用新型專利ZL201220269450.7相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0024](I)由于采用內(nèi)置氣囊或者設置隔膜把被測氣體和水分開，使得裝置的穩(wěn)定性大大提高，不同環(huán)境條件檢測穩(wěn)定性優(yōu)于0.1%，使本裝置具備真實使用價值。
[0025](2)本裝置結構更合理，氣囊或隔膜結構溫度、壓力測量更準確。
[0026]以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步闡述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明一個實施例的結構原理圖。
【具體實施方式】[0028]一種氣體小流量標準裝置，如圖1所示，包括順次連接的穩(wěn)壓罐1、調(diào)壓閥2、質(zhì)量流量控制器3和被檢流量計4，還包括儲水容器5和標準量器6、7，所述儲水容器5設有管路與被檢流量計4相連；并在儲水容器5設置管路連接到標準量器6、7，且標準量器6、7底面高于儲水容器5的頂部；儲水容器5內(nèi)置氣囊或者設置隔膜9把被測氣體和水分開，氣囊或隔膜氣體側設溫度、壓力測量計。
[0029]儲水容器5中設有溫度傳感器，所述儲水容器5與標準量器6、7之間的設有液位傳感器8。
[0030]本發(fā)明具體的工作原理如圖1所示:開啟空壓機，將穩(wěn)壓罐I壓力提高至0.5MPa左右，經(jīng)過減壓穩(wěn)壓閥2調(diào)節(jié)壓力為需要的壓力，再經(jīng)過質(zhì)量流量控制器3調(diào)節(jié)流量到指定值。一定流量流體經(jīng)過被檢流量計4匯集到儲水容器5頂部，將水壓至液位測量機構8和標準容器6，7中，液位高度與儲水容器5氣囊內(nèi)氣體壓力成正比，與標準量器6、7中水的容積有一一對應關系，而標準量器6、7中水的體積增加值與儲水容器頂部的氣體體積相等。因此流經(jīng)被檢表進入儲水容器中氣體的體積、溫度、壓力均已知，通氣體狀態(tài)方程即可計算出其質(zhì)量，從而對被檢表進這行校準，檢測。
[0031]被檢流量計檢測的已知實驗流量10.08SLM (標升/分鐘，latm，(TC為標準狀態(tài))，氣溫25.400C，即絕對溫度T為298.55，水溫25.61°C，時間t為34.635秒，通過標準量器測得氣體的體積V為5.9169升，即0.0059169m3，氣體壓力P為110542Pa。
PVM
[0032]本發(fā)明在線檢測的質(zhì)量流量
【權利要求】
1.一種氣體小流量標準裝置，包括順次通過管路串接相連的穩(wěn)壓罐(I)、質(zhì)量流量控制器(3)、被檢流量計(4)和儲水容器(5);所述儲水容器(5)分別通過管路與至少一個標準量器(6、7)相連；其特征是，通過管路與被檢流量計(4)相連的所述儲水容器(5)內(nèi)設有氣囊或用于分隔被測氣體與水的隔膜(9);所述標準量器(6、7)的底面高于儲水容器(5)的頂面；所述氣囊或隔膜(9)上裝有檢測氣囊或隔膜(9)內(nèi)溫度和壓力的測溫裝置和測壓裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述氣體小流量標準裝置，其特征是，所述儲水容器(5)中設有溫度傳感器。
3.根據(jù)權利要求1所述氣體小流量標準裝置，其特征是，所述儲水容器(5)與標準量器(6、7)之間的設有液位傳感器(8)。
4.根據(jù)權利要求1或3所述氣體小流量標準裝置，其特征是，所述標準量器(6、7)為兩個標準金屬量器。
5.根據(jù)權利要求1所述氣體小流量標準裝置，其特征是，所述穩(wěn)壓罐(I)與質(zhì)量流量控制器(3 )之間的管路上裝有調(diào)壓閥(2 )。
6.根據(jù)權利要求3所述氣體小流量標準裝置，其特征是，所述液位傳感器(8)為液位玻璃管。
7.根據(jù)權利要求1或3所述氣體小流量標準裝置，其特征是，所述標準量器(6、7)為縮頸結構。
8.根據(jù)權利要求1所述氣體小流量標準裝置，其特征是，所述儲水容器(5)上裝有檢測儲水容器內(nèi)水溫的溫度計。
9.根據(jù)權利要求1所述氣體小流量標準裝置，其特征是，所述測溫裝置為溫度傳感器；所述測壓裝置為壓力傳感器。
【文檔編號】G01F25/00GK103542915SQ201310532507
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2013年10月31日
【發(fā)明者】向德華 申請人:湖南省計量檢測研究院