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一种正压漏孔漏率的测量方法

阅读:1029发布:2020-09-28

专利汇可以提供一种正压漏孔漏率的测量方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 正压 漏孔漏率的测量方法,属于测量领域;其采用的正压漏孔漏率测量装置由 真空 阀 门 1、3、5、11,绝对式压 力 计2,正压漏孔4, 活塞 6,变容室7,差压式压力计8,变容室主体9,标准容器10,真空 泵 12、气瓶13组成;该方法利用活塞在变容室运动来改变变容室容积,使变容室的压力在测量开始和测量结束时保持一致;通过测量变容室的压力、活塞横截面积、活塞移动距离和实验时间,计算出正压漏孔的漏率;变容室的压力变化曲线为锯齿型;该方法可以测量5×10-6Pa·m3/s及以下的漏率,且测量时间短,同时将测量不确定度由以前的9.1%,减小到小于5%,且具有较短的测量时间,提高了工作效率。,下面是一种正压漏孔漏率的测量方法专利的具体信息内容。

1、一种正压漏孔漏率的测量方法,其特征在于包括下列步骤:
步骤1:将正压漏孔4通过真空5安装在变容室主体9上,要求不发生 泄漏
步骤2:打开真空12,打开真空阀门3、11,将变容室7、标准容器10、 以及各连接管道抽成真空状态;
步骤3:关闭机械泵12,打开真空阀门1,将气瓶13里的氮气充入变容室 7、标准容器10以及各处连接管道中,使得绝对式压计2的读数为一个标准 大气压,记录读数为p0;
步骤4:关闭真空阀门11、3,记录时间t1,调整差压式压力计8的读数为 0;
步骤5:监测差压式压力计8的读数,当其读数与设定值p1的差值的绝对值 小于0.01Pa时,活塞6(直径为D)从变容室7中退出,直到差压式压力计8 的读数与设定值-p1的差值的绝对值小于0.01Pa时,活塞停止运动,记录活塞 的运动距离为l;
步骤6:继续监测差压式压力计8的读数,当其读数的绝对值小于0.01Pa 时,记录时间为t2;
步骤7:正压漏孔4的漏率Q用 Q = p 0 π · D 2 · l 4 ( t 2 - t 1 ) 计算得到;
用贝赛尔公式计算漏率测量不确定度,不确定度小于5%则满足测量要求, 不确定度大于5%需要重新测量。
2、根据权利要求1所述的一种正压漏孔漏率的测量方法,其特征在于:步 骤1中变容室的温度为23℃。
3、根据权利要求1所述的一种正压漏孔漏率的测量方法,其特征在于:步 骤2中变容室抽真空后真空度小于1×10-1Pa。
4、根据权利要求1所述的一种正压漏孔漏率的测量方法,其特征在于:步 骤3中变容室充入的氮气压力p0的范围为100kPa~101kPa。
5、根据权利要求1所述的一种正压漏孔漏率的测量方法,其特征在于:步 骤5中p1的取值为1Pa~10Pa。
6、根据权利要求1所述的一种正压漏孔漏率的测量方法,其特征在于:步 骤5中活塞的直径D小于1.2mm。
7、根据权利要求1所述的一种正压漏孔漏率的测量方法,其特征在于:步骤7 中漏率Q取n次测量的平均值,n≥6。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种正压漏率漏率的测量方法,属于精度测量领域。

背景技术

文献“正压漏孔校准装置的设计,《中国空间科学技术》第21卷、 2001年第1期、第57页~64页”,介绍了测量正压漏孔漏率的一种方法, 称为定容法。该方法是在已知容积U的定容室内充入一个大气压的空气, 把示漏气体通过正压漏孔引入到定容室中,引起定容室中的压变化并 采用电容薄膜真空计来测量,通过测量定容室中的压力变化值Δp和所用 时间Δt,并考虑到温度的修正,正压漏孔的漏率Q可用计算。 该方法的测量下限是5×10-6Pa·m3/s,测量不确定度为9.1%。
这种方法的不足之处就是测量下限不能到达5×10-6Pa·m3/s及以下, 且测量结果的不确定度大,测量时间长,主要原因为:这种方法是通过 测量定容室的压升来测量正压漏孔的漏率,当正压漏孔的漏率小于5× 10-6Pa·m3/s时,需要用1小时或更长时间来累积压力,而在这段时间内, 由温度变化产生的压力波动会对漏率测量结果产生较大影响;且定容室 压力上升后,不能满足正压漏孔出口端为1个大气压的测量条件,会产 生测量不确定度分量。

发明内容

本发明提供一种正压漏孔漏率的测量方法,该方法利用活塞在变容室 运动来改变变容室容积,使变容室的压力在测量开始和测量结束时保持 一致;通过测量变容室的压力、活塞横截面积、活塞移动距离和实验时 间,计算出正压漏孔的漏率;变容室的压力变化曲线为锯齿型;该方法 可以测量5×10-6Pa·m3/s及以下的漏率,且测量时间短,同时将测量不确 定度由以前的9.1%,减小到小于5%。
一种正压漏孔漏率的测量方法,其采用的正压漏孔漏率测量装置由 真空1、3、5、11,绝对式压力计2,正压漏孔4,活塞6,变容室7, 差压式压力计8,变容室主体9,标准容器10,真空12、气瓶13组成。
正压漏孔漏率测量装置的连接关系为:
气瓶13通过真空阀门1与真空泵12和绝对式压力计2连接,气瓶 13通过真空阀门1、3与变容室主体9连接,气瓶13通过真空阀门1、 11与标准容器10连接,绝对式压力计2通过真空阀门3与变容室主体9 连接,真空泵12通过真空阀门11与标准容器10连接,正压漏孔4通过 真空阀门5与变容室主体9连接,活塞6与变容室7动密封连接,变容 室7与变容室主体9连接,差压式压力计8的两端分别与变容室主体9 和标准容积10连接。
正压漏孔漏率的测量方法为:
(1)将正压漏孔4通过真空阀门5安装在变容室主体9上,密封 连接。
(2)打开真空泵12,打开真空阀门3、11,将变容室7、标准容器 10、以及各连接管道抽成真空状态。
(3)关闭真空泵12,打开真空阀门1,将气瓶13里的氮气充入变 容室7、标准容器10以及各处连接管道中,使得绝对式压力计2的读数 为一个标准大气压,记录读数为p0。
(4)关闭真空阀门11、3,记录时间t1,调整差压式压力计8的读 数为0。
(5)监测差压式压力计8的读数,当其读数与设定值p1的差值的 绝对值小于0.01Pa时,活塞6(截面直径为D)从变容室7中退出,直 到差压式压力计8的读数与设定值-p1的差值的绝对值小于0.01Pa时, 活塞停止运动,记录活塞的运动距离为l。
(6)继续监测差压式压力计8的读数,当其读数的绝对值小于 0.01Pa时,记录时间为t2。
(7)正压漏孔4的漏率Q用 Q = p 0 π · D 2 · l 4 ( t 2 - t 1 ) 计算得到。
(8)用贝赛尔公式计算漏率测量不确定度,不确定度小于5%则满 足测量要求,不确定度大于5%需要重新测量。
所述步骤(1)中变容室的温度为23℃;
所述步骤(2)中变容室抽真空后真空度小于1×10-1Pa;
所述步骤(3)中变容室充入的氮气压力p0的范围为(100~101)kPa;
所述步骤(5)中p1的取值为(1~10)Pa;
所述步骤(5)中活塞的截面直径D小于1.2mm;
所述步骤(7)中漏率Q取n次(n≥6)测量的平均值。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
(1)测量结束时变容室压力维持在初始的一个标准大气压状 态,提高了漏率测量的准确性。
(2)根据变容室的微小压力变化调整活塞运动状态,通过测量 活塞的横截面积和运动距离来测量流量,使测量下限可以达到5× 10-6Pa·m3/s及以下,同时又具有较小的测量不确定度。
(3)具有较短的测量时间,提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明正压漏孔漏率测量装置的结构原理示意图。
图2为本发明正压漏孔漏率测量方法流程图

具体实施方式

如图1所示,本发明采用的正压漏孔漏率的测量装置由真空阀门1、 3、5、11,绝对式压力计2,正压漏孔4,活塞6,变容室7,差压式压 力计8,变容室主体9,标准容器10,真空泵12、气瓶13组成。
具体步骤为:
(1)将正压漏孔4通过真空阀门5安装在变容室主体9上。
(2)打开真空泵12,打开真空阀门3、11,将变容室7(容积9ml)、 标准容器10(容积1.1×10-3m3)、以及各连接管道抽成真空状态(真空 度为0.06Pa)。
(3)关闭真空泵12,打开真空阀门1,将气瓶13里的氮气充入 变容室7、标准容器10以及各处连接管道中,使得绝对式压力计2的读 数为一个标准大气压,记录读数为p0(100361Pa)。
(4)关闭真空阀门11、3,记录时间t1(14h:23min:14s),调整 差压式压力计8的读数为0。
(5)监测差压式压力计8的读数,当其读数(5.003Pa)与设定值p1 (5Pa)的差值的绝对值小于0.01Pa时,活塞6(直径D为1.002×10-3m) 从变容室7中退出,直到差压式压力计8的读数(-5.008Pa)与设定值 -p0(-5Pa)的差值的绝对值小于0.01Pa时,活塞停止运动,记录活塞的 运动距离为l(1.214×10-3m)。
(6)继续监测差压式压力计8的读数,当其读数(0.009Pa)小于 0.01Pa时,记录时间为t2(14h:25min:24s)。
(7)重复以上过程6次,正压漏孔4的漏率Q用 Q = p 0 π · D 2 · l 4 ( t 2 - t 1 ) 计 算得到,值为(7.39×10-7Pa·m3/s)。
(8)正压漏孔4漏率Q的测量不确定度为3.7%。
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