一種密閉容器內(nèi)高純氙氣pvt性質(zhì)測試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明一種密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)測試裝置及方法，裝置包括氦氣瓶、氦氣閥、氙氣儲罐、氣源閥、真空閥、真空泵、中轉(zhuǎn)閥、中轉(zhuǎn)氣瓶、中轉(zhuǎn)氣瓶電子秤、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、純度分析儀、加注閥、溫控設(shè)備、回收閥、回收模塊、液氮閥、液氮罐和放氣閥。本發(fā)明研究得出了適用于密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)的測試方法，運用該方法，完成了高純氙氣PVT性質(zhì)的驗證測試試驗，證明了該試驗方法合理可行。在摸清密閉容器中氙PVT關(guān)系、積累氙氣物理特性試驗數(shù)據(jù)的同時，也為后續(xù)氙氣的工程應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。
【專利說明】一種密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)測試裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星電推進系統(tǒng)所使用的高純氙氣的PVT性質(zhì)測試裝置及方法，屬于高純氙氣物理特性試驗【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在軌飛行的推進系統(tǒng)類型較多，其中電推進系統(tǒng)由于具有很高的比沖，近些年來發(fā)展迅速，尤其以霍爾電推進系統(tǒng)和離子電推進系統(tǒng)倍受青睞，常用于靜止軌道衛(wèi)星平臺執(zhí)行南北位置保持、姿態(tài)控制(動量輪卸載)和軌道控制，甚至同步軌道轉(zhuǎn)移等任務(wù)。此外電推進系統(tǒng)可以完成常規(guī)推進系統(tǒng)無法完成的任務(wù)，如深空探測、星際旅行等需要大Δ y的任務(wù)以及衛(wèi)星、微小衛(wèi)星的精確姿態(tài)控制和衛(wèi)星星座組網(wǎng)控制等任務(wù)。
[0003]衛(wèi)星霍爾電推進系統(tǒng)和離子電推進系統(tǒng)大多使用高純氙氣作為推進劑工質(zhì)，在衛(wèi)星發(fā)射前需要進行氙氣加注，加注方法一般采用利用氙物理性質(zhì)的熱增壓氙氣加注方法，該加注方法是利用密閉容器內(nèi)氙的PVT物理性質(zhì)，通過對中轉(zhuǎn)高壓容器升溫或降溫，使儲罐中的氙氣經(jīng)中轉(zhuǎn)高壓容器流入星上氣瓶。加注過程中要保證氙加注質(zhì)量、氙純度以及系統(tǒng)壓力等指標(biāo)滿足任務(wù)要求，并確保氙處于氣態(tài)或超臨界態(tài)。
[0004]研宄密閉容器內(nèi)高純氙氣的PVT性質(zhì)，一方面可以為衛(wèi)星電推進系統(tǒng)的高純氙氣加注試驗提供設(shè)計依據(jù)和理論支撐，確保高純氙氣在衛(wèi)星電推進系統(tǒng)中的成功應(yīng)用；同時也為氙氣物理性質(zhì)的后續(xù)研宄工作積累試驗數(shù)據(jù)。
[0005]國外從上世紀80年代就開始了對高純氙氣物理性質(zhì)的研宄工作，投入了巨大的人力和物力，進行了大量的驗證試驗，通過多年的技術(shù)積累，在高純氙氣物理性質(zhì)測試試驗方面已具備了較強的技術(shù)能力。國內(nèi)高純氙氣物理性質(zhì)的研宄工作尚處空白。
[0006]由于高純氙氣的應(yīng)用領(lǐng)域為航天軍工領(lǐng)域，其物理性質(zhì)的測試技術(shù)和相關(guān)試驗驗證涉及到國家安全，掌握了該項技術(shù)的國家往往進行技術(shù)封鎖，能夠查到的國外資料只是提供了氙物理性質(zhì)的一些參數(shù)，對物理性質(zhì)測試方法的原理以及實施的具體步驟均未提及。所以對高純氙氣的PVT性質(zhì)測試技術(shù)的研宄需要自行開展大量的驗證試驗，總結(jié)試驗驗證方法，得到充分的第一手資料，這些基礎(chǔ)資料是不可能從國外資料中獲得的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)測試裝置及方法，能夠有效地完成氙氣PVT性質(zhì)的測試任務(wù)
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)測試裝置，包括氦氣瓶、氦氣閥、氙氣儲罐、氣源閥、真空閥、真空泵、中轉(zhuǎn)閥、中轉(zhuǎn)氣瓶、中轉(zhuǎn)氣瓶電子秤、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、純度分析儀、加注閥、溫控設(shè)備、回收閥、回收模塊、液氮閥、液氮罐和放氣閥；
[0009]所述溫控設(shè)備包括高壓氣瓶和高壓氣瓶電子秤，高壓氣瓶上裝有壓力傳感器和溫度傳感器，用于測量高壓容器的溫度和壓力；
[0010]回收模塊包括回收氣瓶、密封蓋和液氮盛放容器，所述液氮盛放容器為上開口且?guī)в斜貙拥膱A筒狀容器；密封蓋蓋在液氮盛放容器的上開口上；密封蓋上裝有液氮管路；回收氣瓶的瓶身部分位于液氮盛放容器中，回收氣瓶的瓶口端穿過密封蓋并置于液氮盛放容器外；
[0011]氦氣瓶通過氦氣閥、中轉(zhuǎn)閥與中轉(zhuǎn)氣瓶連接；
[0012]氦氣瓶通過氦氣閥與純度分析儀連接；
[0013]氦氣瓶通過氦氣閥、加注閥與溫控設(shè)備中的高壓氣瓶連接；
[0014]氦氣瓶通過氦氣閥、回收閥與回收模塊中的回收氣瓶連接；
[0015]氙氣儲罐通過氣源閥和中轉(zhuǎn)閥與中轉(zhuǎn)氣瓶連接；
[0016]氙氣儲罐通過氣源閥與純度分析儀連接；
[0017]氙氣儲罐通過氣源閥和加注閥與溫控設(shè)備中的高壓氣瓶連接；
[0018]氙氣儲罐通過氣源閥和回收閥與回收模塊中的回收氣瓶連接；
[0019]真空泵通過真空閥、中轉(zhuǎn)閥與中轉(zhuǎn)氣瓶連接；
[0020]真空泵通過真空閥與純度分析儀連接；
[0021]真空泵通過真空閥、加注閥與溫控設(shè)備中的高壓氣瓶連接；
[0022]真空泵通過真空閥、回收閥與回收模塊中的回收氣瓶連接；
[0023]中轉(zhuǎn)氣瓶放置于中轉(zhuǎn)氣瓶電子秤之上，并通過中轉(zhuǎn)閥、加注閥與溫控設(shè)備中的高壓氣瓶連接；
[0024]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集中轉(zhuǎn)氣瓶電子秤獲得的重量參數(shù)、壓力傳感器獲得的壓力參數(shù)、溫度傳感器獲得的溫度參數(shù)以及高壓氣瓶電子秤獲得的重量參數(shù)；
[0025]高壓氣瓶放置于高壓氣瓶電子秤之上；
[0026]高壓氣瓶和高壓氣瓶電子秤放置于溫控設(shè)備中；
[0027]回收模塊通過回收閥、中轉(zhuǎn)閥與中轉(zhuǎn)氣瓶連接；
[0028]回收模塊通過回收閥、加注閥與溫控設(shè)備中的高壓氣瓶連接；
[0029]液氮罐通過液氮閥與回收模塊中的液氮盛放容器連接；
[0030]放氣閥連接在氦氣閥、氣源閥、真空閥、中轉(zhuǎn)閥、加注閥、回收閥的公共端，用于裝置中氣體的釋放。
[0031]所述的氦氣閥、氣源閥、真空閥、中轉(zhuǎn)閥、加注閥、回收閥和放氣閥均采用隔膜閥。
[0032]所述所有部件間的連接方式均采用VCR連接。
[0033]裝置中部件間的所有管路中，除回收模塊與液氮罐之間的管路外，均采用高拋光的不銹鋼高壓管路。
[0034]所述回收模塊與液氮罐之間的管路采用液氮管路。
[0035]一種利用密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)測試裝置進行測試的方法，包括下列步驟:
[0036]I)啟動真空泵，打開真空閥、中轉(zhuǎn)閥、加注閥和回收閥，對中轉(zhuǎn)氣瓶、高壓氣瓶以及回收氣瓶抽真空，真空度達到1Pa時關(guān)閉真空閥；
[0037]2)打開氦氣閥，給中轉(zhuǎn)氣瓶、高壓氣瓶以及回收氣瓶充入氦氣，關(guān)閉氦氣閥；通過純度分析儀分析氦氣純度是否滿足水、氧含量的閾值要求，分析完成后打開放氣閥，放掉裝置中的氦氣；放氣結(jié)束后關(guān)閉放氣閥；
[0038]3)重復(fù)步驟I)?步驟2)，直至氦氣純度滿足水、氧含量的閾值要求后，進入步驟)；
[0039]4)打開真空閥，對中轉(zhuǎn)氣瓶、高壓氣瓶和回收氣瓶抽真空，真空度達到1Pa時關(guān)閉真空閥；
[0040]5)打開氣源閥，利用氣氣儲罐給中轉(zhuǎn)氣瓶、高壓氣瓶和回收氣瓶充入氣氣，關(guān)閉氣源閥；通過純度分析儀分析氙氣純度是否滿足水、氧含量的閾值要求；分析完成后打開液氮閥給液氮盛放容器供給液氮，關(guān)閉液氮閥；將液氮通入液氮盛放容器，對回收氣瓶降溫，之后打開回收閥，可完成對裝置中氙氣的回收；回收結(jié)束后關(guān)閉回收閥和加注閥；
[0041]6)重復(fù)步驟4)?步驟5)，直至氙氣純度滿足水、氧含量的閾值要求后，關(guān)閉真空泵并進入步驟)；
[0042]7)打開氣源閥，將氙氣儲罐中的氙氣填充至中轉(zhuǎn)氣瓶，并關(guān)閉氣源閥；
[0043]8)打開加注閥，將中轉(zhuǎn)氣瓶中的氙氣填充至高壓氣瓶內(nèi)；填充至壓力平衡后，啟動溫控設(shè)備對高壓氣瓶進行降溫，并繼續(xù)將中轉(zhuǎn)氣瓶中的氙氣吸入高壓氣瓶；通過高壓氣瓶電子秤對氙氣吸入量進行測量，當(dāng)吸入量達到要求值時關(guān)閉加注閥和中轉(zhuǎn)閥；
[0044]9)啟動溫控設(shè)備將高壓氣瓶控制到指定溫度值，待溫度傳感器數(shù)值穩(wěn)定后，記錄壓力傳感器的數(shù)值，即為氙氣在該溫度下的測試結(jié)果；關(guān)閉溫控設(shè)備；
[0045]10)打開回收閥、中轉(zhuǎn)閥和加注閥，將中轉(zhuǎn)氣瓶和高壓氣瓶中的氙氣回收至回收氣瓶中；回收結(jié)束后關(guān)閉回收閥、中轉(zhuǎn)閥和加注閥。
[0046]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0047](I)本發(fā)明根據(jù)高純氙氣PVT性質(zhì)測試的技術(shù)要求，合理設(shè)計了高純氙氣PVT測試試驗方法。該方法具有潔凈度高、能夠進行精確的溫度控制、可靠性高、模塊置換方便、測量數(shù)據(jù)全面完整等優(yōu)點，能夠有效滿足高純氙氣PVT性質(zhì)測試的試驗要求。
[0048](2)本發(fā)明采用的所有部件間的連接方式均采用VCR連接，閥門采用隔膜閥，管路采用高拋光的不銹鋼高壓管路，在保證裝置密閉性的同時，使裝置中的水、氧等雜質(zhì)氣體易于置換。
[0049](3)本發(fā)明采用的試驗方法合理、可行，可操作性強，中轉(zhuǎn)氣瓶的設(shè)置，可使氙氣吸入時氣流穩(wěn)定，吸入量容易控制；試驗溫度的精確控制，能夠保障氙氣PVT性質(zhì)試驗安全、可靠進行。高純氙氣PVT性質(zhì)測試技術(shù)的實現(xiàn)，在摸清密閉容器中氙PVT關(guān)系、積累氙氣物理特性試驗數(shù)據(jù)的同時，也為后續(xù)氙氣的工程應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]圖1為本發(fā)明的裝置的組成示意圖；
[0051]圖2為本發(fā)明的方法的流程示意圖；
[0052]圖3為回收模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0053]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0054]如圖1所示，本發(fā)明裝置包括氦氣瓶1、氦氣閥2、氙氣儲罐3、氣源閥4、真空閥5、真空泵6、中轉(zhuǎn)閥7、中轉(zhuǎn)氣瓶8、中轉(zhuǎn)氣瓶電子秤9、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10、純度分析儀11、加注閥12、溫控設(shè)備13、回收閥14、回收模塊15、液氮閥16、液氮罐17和放氣閥18。
[0055]回收模塊15與液氮罐17之間的管路為液氮專用管路，裝置連接所用的其余管路均為高拋光的不銹鋼高壓管路，具體連接方式如下:氦氣瓶I通過氦氣閥2和中轉(zhuǎn)閥7與中轉(zhuǎn)氣瓶8連接；氦氣瓶I通過氦氣閥2與純度分析儀11連接；氦氣瓶I通過氦氣閥2和加注閥12與溫控設(shè)備13中的高壓氣瓶131連接；氦氣瓶I通過氦氣閥2和回收閥14與回收模塊15中的回收氣瓶151連接；氙氣儲罐3通過氣源閥4和中轉(zhuǎn)閥7與中轉(zhuǎn)氣瓶8連接；氙氣儲罐3通過氣源閥4與純度分析儀11連接；氙氣儲罐3通過氣源閥4和加注閥12與溫控設(shè)備13中的高壓氣瓶131連接；氙氣儲罐3通過氣源閥4和回收閥14與回收模塊15中的回收氣瓶151連接；真空泵6通過真空閥5和中轉(zhuǎn)閥7與中轉(zhuǎn)氣瓶8連接；真空泵6通過真空閥5和加注閥12與溫控設(shè)備13中的高壓氣瓶131連接；真空泵6通過真空閥5和回收閥14與回收模塊15中的回收氣瓶151連接；中轉(zhuǎn)氣瓶8放置于中轉(zhuǎn)氣瓶電子秤9之上，并通過中轉(zhuǎn)閥7和加注閥12與溫控設(shè)備13中的高壓氣瓶131連接；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10連接在加注閥12的上游，用于采集重量、壓力、溫度等參數(shù)；純度分析儀11連接在加注閥12的上游；高壓氣瓶131放置于高壓氣瓶電子秤132之上；高壓氣瓶131和高壓氣瓶電子秤132放置于溫控設(shè)備13中；壓力傳感器1311和溫度傳感器1312裝在高壓氣瓶131上，用于測量高壓容器131的溫度和壓力；回收模塊15中的回收氣瓶151通過回收閥14和中轉(zhuǎn)閥7與中轉(zhuǎn)氣瓶8連接，管路采用液氮專用管路，管路外壁裹有保溫層；回收模塊15中的回收氣瓶151通過回收閥14和加注閥12與溫控設(shè)備13中的高壓氣瓶131連接；液氮罐17通過液氮閥16與回收模塊15中的液氮盛放容器153連接；放氣閥18連接在加注閥12的上游，用于放掉裝置中的氣體，其中放氣管路需要連接至室外。
[0056]采用高純氙氣PVT性質(zhì)測試試驗裝置，并采用高純氙氣和氦氣作為試驗工質(zhì)，可以完成整個氙氣PVT性質(zhì)測試過程，包括抽真空、氦氣置換、氙氣置換、氙氣吸入、PVT測試、氙氣回收等過程，從而驗證高純氙氣PVT性質(zhì)測試方法的可行性和合理性。
[0057]如圖2所示，具體步驟如下:試驗開始前，應(yīng)準備好試驗裝置中的所有部件，分別采用高拋光的不銹鋼高壓管路和液氮管路將各部件連接，具體連接方法如前文所述，從而完成整個試驗裝置的搭建；試驗過程中，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10進行重量、壓力、溫度等參數(shù)的采集；啟動真空泵6，并打開真空閥5、中轉(zhuǎn)閥7、加注閥12、回收閥14，對中轉(zhuǎn)氣瓶8、高壓氣瓶131以及回收氣瓶151抽真空，真空度抽至10Pa，關(guān)閉真空閥5 ;
[0058]打開氦氣閥2，中轉(zhuǎn)氣瓶8、高壓氣瓶131以及回收氣瓶151充入氦氣，充入的氦氣壓力為IMPa，關(guān)閉氦氣閥2 ;通過純度分析儀11對充入裝置中的氦氣進行純度分析，然后打開放氣閥18，放掉裝置中的氦氣，關(guān)閉放氣閥18 ;重復(fù)上述抽真空、氦氣置換過程，直至裝置中水含量< 2ppm，氧含量< 2ppm;打開真空閥5，對對中轉(zhuǎn)氣瓶8、高壓氣瓶131和回收氣瓶151抽真空，真空度抽至10Pa，關(guān)閉真空閥5 ;打開氣源閥4，利用氙氣儲罐3給中轉(zhuǎn)氣瓶8、高壓氣瓶131和回收氣瓶151充入氙氣，氙氣壓力充至0.5MPa，關(guān)閉氣源閥4 ;對充入裝置中的氙氣進行純度分析；打開液氮閥16，回收模塊15中充入液氮，關(guān)閉液氮閥16，將純度分析后裝置中剩余的氙氣回收，關(guān)閉加注閥12、回收閥14 ;重復(fù)上述抽真空、氙氣置換過程，直至裝置中水含量彡2ppm，氧含量彡2ppm;關(guān)閉真空泵6 ;打開氣源閥4，中轉(zhuǎn)氣瓶8中充入Ikg氙氣，充入過程中觀察中轉(zhuǎn)氣瓶電子秤9讀數(shù)，充入量達到Ikg時關(guān)閉氣源閥4 ;打開加注閥12，將中轉(zhuǎn)氣瓶8中的氙氣落壓填充至高壓氣瓶131，待壓力平衡后啟動溫控設(shè)備進行降溫，繼續(xù)進行氙氣吸入，吸入過程中觀察高壓氣瓶電子秤132，當(dāng)吸入量達到0.9kg時關(guān)閉加注閥12、中轉(zhuǎn)閥7 ;控制溫控設(shè)備，使高壓氣瓶131溫度依次達到-30 °C、-20 °C、-10 °C、O °C、1 °C、20 °C、30 °C、40 °C、50 °C、60 °C，待溫度傳感器 1312 數(shù)值穩(wěn)定后，記錄各點溫度對應(yīng)的壓力傳感器1311數(shù)值，即為氙氣在各溫度下的測試結(jié)果；打開回收閥14、中轉(zhuǎn)閥7和加注閥12，將中轉(zhuǎn)氣瓶8和高壓氣瓶131中的氙氣回收至回收氣瓶151中；回收結(jié)束后關(guān)閉回收閥14、中轉(zhuǎn)閥7和加注閥12。
[0059]高純氙氣PVT性質(zhì)測試過程結(jié)束。
[0060]如圖3所示，所述的回收模塊15包括回收氣瓶151、密封蓋152和液氮盛放容器153，其中液氮盛放容器153為上開口、帶有保溫層的圓筒狀容器；密封蓋152上裝有液氮管路，用于將液氮通入液氮盛放容器153中；首先將回收氣瓶151放置于液氮盛放容器153中，蓋好密封蓋152，回收時將液氮通入液氮盛放容器153，對回收氣瓶151降溫，之后打開回收閥14即可完成對裝置中氙氣的回收。
[0061]本發(fā)明未詳細說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
【權(quán)利要求】
1.一種密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)測試裝置，其特征在于:包括氦氣瓶(1)、氦氣閥(2)、氙氣儲罐(3)、氣源閥(4)、真空閥(5)、真空泵(6)、中轉(zhuǎn)閥(7)、中轉(zhuǎn)氣瓶(8)、中轉(zhuǎn)氣瓶電子秤(9)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(10)、純度分析儀(11)、加注閥(12)、溫控設(shè)備(13)、回收閥(14)、回收模塊(15)、液氮閥(16)、液氮罐(17)和放氣閥(18);所述溫控設(shè)備(13)包括高壓氣瓶(131)和高壓氣瓶電子秤(132)，高壓氣瓶(131)上裝有壓力傳感器(1311)和溫度傳感器(1312)，用于測量高壓容器(131)的溫度和壓力； 回收模塊(15)包括回收氣瓶(151)、密封蓋(152)和液氮盛放容器(153)，所述液氮盛放容器(153)為上開口且?guī)в斜貙拥膱A筒狀容器；密封蓋(152)蓋在液氮盛放容器(153)的上開口上；密封蓋(152)上裝有液氮管路；回收氣瓶(151)的瓶身部分位于液氮盛放容器(153)中，回收氣瓶(151)的瓶口端穿過密封蓋(152)并置于液氮盛放容器(153)外； 氦氣瓶⑴通過氦氣閥(2)、中轉(zhuǎn)閥(7)與中轉(zhuǎn)氣瓶⑶連接； 氦氣瓶(I)通過氦氣閥(2)與純度分析儀(11)連接； 氦氣瓶(I)通過氦氣閥(2)、加注閥(12)與溫控設(shè)備(13)中的高壓氣瓶(131)連接； 氦氣瓶(I)通過氦氣閥(2)、回收閥(14)與回收模塊(15)中的回收氣瓶(151)連接； 氙氣儲罐⑶通過氣源閥⑷和中轉(zhuǎn)閥⑵與中轉(zhuǎn)氣瓶⑶連接； 氙氣儲罐(3)通過氣源閥(4)與純度分析儀(11)連接； 氙氣儲罐(3)通過氣源閥(4)和加注閥(12)與溫控設(shè)備(13)中的高壓氣瓶(131)連接; 氙氣儲罐⑶通過氣源閥⑷和回收閥(14)與回收模塊(15)中的回收氣瓶(151)連接; 真空泵(6)通過真空閥(5)、中轉(zhuǎn)閥(7)與中轉(zhuǎn)氣瓶⑶連接； 真空泵(6)通過真空閥(5)與純度分析儀(11)連接； 真空泵(6)通過真空閥(5)、加注閥(12)與溫控設(shè)備(13)中的高壓氣瓶(131)連接；真空泵(6)通過真空閥(5)、回收閥(14)與回收模塊(15)中的回收氣瓶(151)連接；中轉(zhuǎn)氣瓶(8)放置于中轉(zhuǎn)氣瓶電子秤(9)之上，并通過中轉(zhuǎn)閥(7)、加注閥(12)與溫控設(shè)備(13)中的高壓氣瓶(131)連接； 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(10)用于采集中轉(zhuǎn)氣瓶電子秤(9)獲得的重量參數(shù)、壓力傳感器(1311)獲得的壓力參數(shù)、溫度傳感器(1312)獲得的溫度參數(shù)以及高壓氣瓶電子秤(132)獲得的重量參數(shù)； 高壓氣瓶(131)放置于高壓氣瓶電子秤(132)之上； 高壓氣瓶(131)和高壓氣瓶電子秤(132)放置于溫控設(shè)備(13)中； 回收模塊(15)通過回收閥(14)、中轉(zhuǎn)閥(7)與中轉(zhuǎn)氣瓶(8)連接； 回收模塊(15)通過回收閥(14)、加注閥(12)與溫控設(shè)備(13)中的高壓氣瓶(131)連接； 液氮罐(17)通過液氮閥(16)與回收模塊(15)中的液氮盛放容器(153)連接；放氣閥(18)連接在氦氣閥(2)、氣源閥(4)、真空閥(5)、中轉(zhuǎn)閥(7)、加注閥(12)、回收閥(14)的公共端，用于裝置中氣體的釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)測試裝置，其特征在于:所述的氦氣閥(2)、氣源閥(4)、真空閥(5)、中轉(zhuǎn)閥(7)、加注閥(12)、回收閥(14)和放氣閥(18)均采用隔膜閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)測試裝置，其特征在于:所述所有部件間的連接方式均采用VCR連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)測試裝置，其特征在于:裝置中部件間的所有管路中，除回收模塊(15)與液氮罐(17)之間的管路外，均采用高拋光的不銹鋼高壓管路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)測試裝置，其特征在于:所述回收模塊(15)與液氮罐(17)之間的管路采用液氮管路。
6.一種利用權(quán)利要求1所述的密閉容器內(nèi)高純氙氣PVT性質(zhì)測試裝置進行測試的方法，其特征在于包括下列步驟: 1)啟動真空泵(6)，打開真空閥(5)、中轉(zhuǎn)閥(7)、加注閥(12)和回收閥(14)，對中轉(zhuǎn)氣瓶⑶、高壓氣瓶(131)以及回收氣瓶(151)抽真空，真空度達到1Pa時關(guān)閉真空閥(5)； 2)打開氦氣閥(2)，給中轉(zhuǎn)氣瓶(8)、高壓氣瓶(131)以及回收氣瓶(151)充入氦氣，關(guān)閉氦氣閥(2);通過純度分析儀(11)分析氦氣純度是否滿足水、氧含量的閾值要求，分析完成后打開放氣閥(18)，放掉裝置中的氦氣；放氣結(jié)束后關(guān)閉放氣閥(18)； 3)重復(fù)步驟I)?步驟2)，直至氦氣純度滿足水、氧含量的閾值要求后，進入步驟4); 4)打開真空閥(5)，對中轉(zhuǎn)氣瓶(8)、高壓氣瓶(131)和回收氣瓶(151)抽真空，真空度達到1Pa時關(guān)閉真空閥(5)； 5)打開氣源閥(4)，利用氙氣儲罐(3)給中轉(zhuǎn)氣瓶(8)、高壓氣瓶(131)和回收氣瓶(151)充入氙氣，關(guān)閉氣源閥(4);通過純度分析儀(11)分析氙氣純度是否滿足水、氧含量的閾值要求；分析完成后打開液氮閥(16)給液氮盛放容器(153)供給液氮，關(guān)閉液氮閥(16);將液氮通入液氮盛放容器(153)，對回收氣瓶(151)降溫，之后打開回收閥(14)，可完成對裝置中氙氣的回收；回收結(jié)束后關(guān)閉回收閥(14)和加注閥(12); 6)重復(fù)步驟4)?步驟5)，直至氙氣純度滿足水、氧含量的閾值要求后，關(guān)閉真空泵(6)并進入步驟7); 7)打開氣源閥(4)，將氙氣儲罐(3)中的氙氣填充至中轉(zhuǎn)氣瓶(8)，并關(guān)閉氣源閥(4)； 8)打開加注閥(12)，將中轉(zhuǎn)氣瓶(8)中的氙氣填充至高壓氣瓶(131)內(nèi)；填充至壓力平衡后，啟動溫控設(shè)備(13)對高壓氣瓶(131)進行降溫，并繼續(xù)將中轉(zhuǎn)氣瓶(8)中的氙氣吸入高壓氣瓶(131);通過高壓氣瓶電子秤(132)對氙氣吸入量進行測量，當(dāng)吸入量達到要求值時關(guān)閉加注閥(12)和中轉(zhuǎn)閥(7)； 9)啟動溫控設(shè)備(13)將高壓氣瓶(131)控制到指定溫度值，待溫度傳感器(1312)數(shù)值穩(wěn)定后，記錄壓力傳感器(1311)的數(shù)值，即為氙氣在該溫度下的測試結(jié)果；關(guān)閉溫控設(shè)備(13)； 10)打開回收閥(14)、中轉(zhuǎn)閥(7)和加注閥(12)，將中轉(zhuǎn)氣瓶⑶和高壓氣瓶(131)中的氙氣回收至回收氣瓶(151)中；回收結(jié)束后關(guān)閉回收閥(14)、中轉(zhuǎn)閥(7)和加注閥(12)。
【文檔編號】G01N33/00GK104459036SQ201410637917
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】宋飛, 孫水生, 武蔥蘢, 劉國西, 劉濤, 翟闊闊, 劉學(xué), 畢強, 宰守剛, 趙振平, 宇文雷, 韓飛龍 申請人:北京控制工程研究所