CN103791951B - 正压标准气体流量计及正压标准气体流量测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种正压标准气体流量计及正压标准气体流量测量方法。正压标准气体流量计，包括限流元件，限流元件具有相互连通的第一接气孔和第二接气孔，第一接气孔通过第一管路连接微调阀门，第一管路上连接有压力计，第二接气孔通过第二管路分别连接第一阀门和第二阀门，第一阀门和第二阀门的气路并联，第二阀门通过第三管路连接真空计。上述方案，不需要采用正压漏率原器件，完全克服在获得不同量值正压流量时，必需更换不同结构类型正压漏率原器件所带来的正压标准气体流量的不准确性。通过微调阀门和压力计共同控制流经限流元件气体压力，实现不同量值正压标准气体流量的获得，克服不同正压漏率元器件技术指标变化带来的流量准确度的影响。

Description

正压标准气体流量计及正压标准气体流量测量方法

技术领域

本发明涉及气体流量测量技术领域，尤其涉及一种正压标准气体流量计及正压标准气体流量测量方法。

背景技术

在真空系统中，获得正压标准气体流量的一个基本方法是采用正压漏率元器件，即利用经过计量部门计量后的正压漏孔连接入相应的真空系统。这种方法尽管可实现正压标准气体流量的获得，但由于一个正压漏率元器件只能提供一个流量值的正压标准气体流量，难以满足对于正压标准气体流量连续变化或者短时间内数个不同流量值的正压标准气体流量的要求。

第二种方法是利用一种通道型的正压漏率元器件(正压漏孔)通过极为有限的改变条件，为外界提供一定正压标准气体流量。但是由于其提供的流量具有很强的不稳定性，同时其流量难以给出准确值，导致该方法具有较大的测量不准确度。

另外一种提供正压标准气体流量的方法是数个正压漏率元器件并联，其使用原理与利用一种通道型的正压漏率元器件(正压漏孔)方法接近。不同的是并联法采用数个正压漏率元器件并联，用阀门与不同的正压漏孔连接，每个正压漏孔漏率事先可以准确测量，但是在使用的过程中出现了阀门切换不同正压漏孔时，正压漏孔工作状态发生变化，导致最终提供的正压标准气体流量出现较大的不确定度，同时无法实现连续变化的正压标准气体流量的提供。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明提供一种正压标准气体流量计及正压标准气体流量测量方法，用以克服现有正压流量的获得中，需要采用不同规格的正压漏率元器件，来获得不同的正压流量。

本发明提供一种正压标准气体流量计，包括限流元件，所述限流元件具有相互连通的第一接气孔和第二接气孔，所述第一接气孔通过第一管路连接微调阀门，所述第一管路上连接有压力计，所述第二接气孔通过第二管路分别连接第一阀门和第二阀门，所述第一阀门和所述第二阀门的气路并联，所述第二阀门通过第三管路连接真空计。

本发明还提供一种流量测量方法，

步骤1、开启第一阀门及第二阀门，使外部气体进入由所述限流元件、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第二管路及所述第三管路所构成的固定体积容积空间；

步骤2、对第一管路进行供气，通过所述微调阀门调节供气的压力，在所述压力大于等于预定值时，在t₁时刻通过所述真空计测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₁，再经过预定时长后在t₂时刻通过所述真空计测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₂，并根据以下关系获得正压标准气体流量Q：

其中V为固定体积容积空间的体积。

本发明又提供一种流量测量方法，包括以下步骤：

步骤1、开启第一阀门、第二阀门及第三阀门，使外部气体进入由所述限流元件、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第二管路、所述第三管路、所述第四管路及所述参考容积体所构成的固定体积容积空间；

步骤2、对第二管路进行供气，通过所述微调阀门调节供气的压力，在所述压力大于等于预定值时，关闭所述第三阀门，且在关闭所述第三阀门后在t₁时刻通过所述真空计测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₁，再经过预定时长后在t₂时刻通过所述真空计测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₂，并根据以下关系获得正压标准气体流量Q：

其中V为固定体积容积空间的体积。

本发明提供的上述方案，不需要采用正压漏率原器件，因此完全克服在获得不同量值正压流量时，必需更换不同结构类型正压漏率原器件所带来的正压标准气体流量的不准确性。此外，通过微调阀门和压力计共同控制流经限流元件气体压力，实现不同量值正压标准气体流量的获得，克服不同正压漏率元器件技术指标变化带来的流量准确度的影响。流出限流元件的气体流量进入固定体积容积空间内，利用真空计对其流量进行精确测量，避免直接使用的正压漏率元器件因环境等因素变化带来的测量不确定度。

附图说明

参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

图1为本发明实施例提供的正压标准气体流量计的原理图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

图1为本发明实施例提供的正压标准气体流量计的原理图。如图1所示，本发明实施例提供的正压标准气体流量计，包括限流元件4，限流元件4具有相互连通的第一接气孔和第二接气孔，第一接气孔通过第一管路13连接微调阀门2，第一管路13上连接有压力计3，第二接气孔通过第二管路10分别连接第一阀门9和第二阀门5，第一阀门9和第二阀门5的气路并联，第二阀门5通过第三管路11连接真空计7。

其中，限流元件4是现有部件，其主要用来限制气体的流量，这里不对其具体结构进行赘述。

本发明提供的上述方案，不需要采用正压漏率原器件，因此完全克服在获得不同量值正压流量时，必需更换不同结构类型正压漏率原器件所带来的正压标准气体流量的不准确性。此外，通过微调阀门2和压力计3共同控制流经限流元件4气体压力，实现不同量值正压标准气体流量的获得，克服不同正压漏率元器件技术指标变化带来的流量准确度的影响。流出限流元件4的气体流量进入固定体积容积空间内，利用真空计7对其流量进行精确测量，避免直接使用的正压漏率元器件因环境等因素变化带来的测量不确定度。

进一步地，为了提高测量的精确性，该实施例的正压标准气体流量计还包括第四管路12，真空计7连接有参考容积体8，第四管路12的一端与参考容积体8连接、另一端与第三管路11连接，第四管路12上设置有第三阀门6。其中，参考容积体8是一个具有固定容积的部件。在使用时，开启第一阀门9、第二阀门5及第三阀门6，使外部气体进入由所述限流元件4、所述第一阀门9、所述第二阀门5、所述第三阀门6、所述第二管路10、所述第三管路11、所述第四管路12及所述参考容积体8所构成的固定体积容积空间，使得真空计7两端的压力相同，且均等于外部气体的压力，有利于提高测量准确性。

进一步地，微调阀门2上连接有能为限流元件4提供气体供应的供气系统1。例如供气系统1可以但不限于为一个气罐或多个气罐。

进一步地，实际使用中真空计7为差压式真空计7。通过开启第一阀门9和第三阀门6可以使该压差式真空计两侧的压力均等于外部气体的压力，用以提高测量准确性。

本发明实施例还提供一种采用上述实施例的正压标准气体流量计的流量测量方法，包括以下步骤：

步骤1、开启第一阀门9及第二阀门5，使外部气体进入由所述限流元件4、所述第一阀门9、所述第二阀门5、所述第二管路10及所述第三管路11所构成的固定体积容积空间；

步骤2、对第一管路13进行供气，通过所述微调阀门2调节供气的压力，在所述压力大于等于预定值时，在t₁时刻通过所述真空计7测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₁，再经过预定时长后在t₂时刻通过所述真空计7测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₂，并根据以下关系获得正压标准气体流量Q：

其中V为固定体积容积空间的体积。

可以在第一管路13上连接一个气罐或多个气罐来进行供气，通过微调阀门2来调节经过限流元件4气体的压力，通过压力表测量气罐供气的压力，在压力达到预定值时(例如但不限于预定值为大于等于一个标准大气压)，开始通过真空计7来进行压力测试，在固定的时间段的两个端点时间点上分别采集固定体积容积空间内的压力，也即P₁、P₂。并根据获得正压标准气体流量。

本方法实施例的效果参见上述流量计实施例，这里不再赘述。

为了提高测试准确性，本发明实施例还提供一种采用上述实施例的正压标准气体流量计的流量测量方法，包括以下步骤：

步骤1、开启第一阀门9、第二阀门5及第三阀门6，使外部气体进入由所述限流元件4、所述第一阀门9、所述第二阀门5、所述第三阀门6、所述第二管路10、所述第三管路11、所述第四管路12及所述参考容积体8所构成的固定体积容积空间。

通过开启第一阀门9、第二阀门5及第三阀门6，使外部气体进入由所述限流元件4、所述第一阀门9、所述第二阀门5、所述第三阀门6、所述第二管路10、所述第三管路11、所述第四管路12及所述参考容积体8所构成的固定体积容积空间，使得真空计7两端的压力相同，且均等于外部气体的压力，提高了真空计7测量的准确性。

步骤2、对第二管路10进行供气，通过所述微调阀门2调节供气的压力，在所述压力大于等于预定值时，关闭所述第三阀门6，且在关闭所述第三阀门6后在t₁时刻通过所述真空计7测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₁，再经过预定时长后在t₂时刻通过所述真空计7测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₂，并根据以下关系获得正压标准气体流量Q：

其中V为固定体积容积空间的体积。

可以在第一管路13上连接一个气罐或多个气罐来进行供气，通过微调阀门2来调节经过限流元件4气体的压力，通过压力表测量气罐供气的压力，在压力达到预定值时(例如但不限于预定值为大于等于一个标准大气压)，开始通过真空计7来进行压力测试，在固定的时间段的两个端点时间点上分别采集固定体积容积空间内的压力，也即P₁、P₂。并根据获得正压标准气体流量。

本方法实施例的效果参见上述流量计实施例，这里不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种正压标准气体流量计，其特征在于，包括限流元件，所述限流元件具有相互连通的第一接气孔和第二接气孔，所述第一接气孔通过第一管路连接微调阀门，所述第一管路上连接有压力计，所述第二接气孔通过第二管路分别连接第一阀门和第二阀门，所述第一阀门和所述第二阀门的气路并联，所述第二阀门通过第三管路连接真空计；

还包括第四管路，所述真空计连接有参考容积体，所述第四管路的一端与所述参考容积体连接、另一端与所述第三管路连接，所述第四管路上设置有第三阀门。

2.根据权利要求1所述的正压标准气体流量计，其特征在于，所述微调阀门上连接有能为所述限流元件提供气体供应的供气系统。

3.根据权利要求1所述的正压标准气体流量计，其特征在于，所述真空计为差压式真空计。

4.一种采用权利要求1-3任一项所述的正压标准气体流量计的流量测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、开启第一阀门及第二阀门，使外部气体进入由所述限流元件、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第二管路及所述第三管路所构成的固定体积容积空间；

步骤2、对第一管路进行供气，通过所述微调阀门调节供气的压力，在所述压力大于等于预定值时，在t₁时刻通过所述真空计测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₁，再经过预定时长后在t₂时刻通过所述真空计测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₂，并根据以下关系获得正压标准气体流量Q：

其中V为固定体积容积空间的体积。

5.一种采用权利要求1所述的正压标准气体流量计的流量测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、开启第一阀门、第二阀门及第三阀门，使外部气体进入由所述限流元件、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第二管路、所述第三管路、所述第四管路及所述参考容积体所构成的固定体积容积空间；

步骤2、对第二管路进行供气，通过所述微调阀门调节供气的压力，在所述压力大于等于预定值时，关闭所述第三阀门，且在关闭所述第三阀门后在t₁时刻通过所述真空计测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₁，再经过预定时长后在t₂时刻通过所述真空计测量获知所述固定体积容积空间内的压力P₂，并根据以下关系获得正压标准气体流量Q：

其中V为固定体积容积空间的体积。