CN105181269B - 一种检漏仪器的多通道快速校准装置及方法 - Google Patents

一种检漏仪器的多通道快速校准装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种检漏仪器的多通道快速校准装置。使用本发明能够实现对多台检漏仪器的同时校准，且校准范围较宽，校准速度快、精度高，并能满足对多种示漏气体的校准。本发明包括供气系统、针阀、截止阀、压力计、稳压室、抽气系统、N个小孔、比较室和M个待校准检漏仪器，稳压室内的气体通过不同的截止阀与对应的小孔的入口连接，小孔的出口通过各自对应的截止阀与比较室连接，M个待校准的检漏仪器通过各自对应的截止阀与比较室连接；通过改变截止阀的状态，获得检漏仪器在多个标准流量下的检测值，进而获得精度更高的校准系数，且能够实现对多台捡漏仪器的同时校准，校准效率高。

Description

一种检漏仪器的多通道快速校准装置及方法
技术领域
本发明涉及气体漏率检测技术领域，具体涉及一种检漏仪器的多通道快速校准装置及方法。
背景技术
在航天、航空、电子和核能等型号工程中，检漏技术的应用十分广泛。空间环模设备、高能加速器、核辐射物理装置、等离子体物理装置、受控热核反应装置的真空室若有微小的泄漏，无法获得超高真空，无法正常工作，检漏仪器主要实现对真空系统漏率的检测，通过堵漏实现超真空的维持，保证真空系统的正常运行。目前，为了缩短校准周期，检漏仪器的校准多采用单点校准，获得某一标准流量下的校准系数，并认为该校准系数适用于整个量程的校准，但实际上，这种方法获得的校准系数只适用于整个量程中的某一段，在其他段时会有偏差，因此全量程的校准需要进行多次单点校准，校准周期较长，并且也不能同时对多台检漏仪器进行校准。
因此，为了提高校准效率，需要设计一种快速校准多台检漏仪器的装置，可采用多种示漏气体，快速实现对多台检漏仪器的校准。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种检漏仪器的多通道快速校准装置，能够实现对多台检漏仪器的同时校准，且校准范围较宽，校准速度快、精度高，并能满足对多种示漏气体的校准。
本发明的检漏仪器的多通道快速校准装置包括供气系统、针阀、截止阀、压力计、稳压室、抽气系统、N个小孔、比较室和M个待校准检漏仪器，其中N为大于或等于2的自然数、M为大于或等于1的自然数；
其中，供气系统用于提供校准所用示漏气体，供气系统依次通过针阀、截止阀与稳压室连接；抽气系统通过抽气系统截止阀与稳压室连接；N个小孔的入口分别通过各自对应的入口截止阀与稳压室连接，N个小孔的出口分别通过各自对应的出口截止阀与比较室连接；M个待校准的检漏仪器分别通过各自对应的入口截止阀与比较室连接；所述稳压室和比较室分别设有压力计。
采用上述校准装置进行的多通道快速校准方法，校准步骤如下：
步骤1，打开抽气系统截止阀，启动抽气系统，打开供气系统与小孔气体通道之间的针阀和截止阀，抽除小孔、稳压室、以及小孔、稳压室、供气系统之间的管道中的气体；
步骤2，打开待校准检漏仪器的入口截止阀，待校准检漏仪器预热后，打开各小孔的出口截止阀，利用待校准检漏仪器内部的抽气系统抽除比较室以及小孔、比较室、待校准检漏仪器之间的管道中的气体；
步骤3，关闭抽气系统截止阀、小孔出口截止阀、待校准检漏仪器入口截止阀，打开供气系统，向稳压室中提供满足压力要求的气体；
步骤4，关闭针阀、供气系统截止阀，待稳压室内气体压力稳定后，记录稳压室的压力p0，计算获得p0下各小孔对应的流量为Qs1、Qs2、Qs3，…，QsN；
步骤5，打开小孔A对应的出口截止阀及待校准检漏仪器A对应的入口截止阀，由待校准检漏仪器A测量获得待校准检漏仪器A在小孔A标准流量下的漏率值为QL11；关闭待校准检漏仪器A对应的入口截止阀、打开待校准检漏仪器B对应的入口截止阀，由待校准检漏仪器B测量获得待校准检漏仪器B在小孔A标准流量下的漏率值为QL21；依次类推，得到M个待校准检漏仪器在小孔A标准流量下的漏率值QL11，QL21，QL31，…，QLM1；
步骤6，关闭所有截止阀，打开小孔B对应的出口截止阀及待校准检漏仪器A对应的入口截止阀，由待校准检漏仪器A测量获得待校准检漏仪器A在小孔B标准流量下的漏率值为QL12；关闭待校准检漏仪器A对应的入口截止阀、打开待校准检漏仪器B对应的入口截止阀，由待校准检漏仪器B测量获得待校准检漏仪器B在小孔B标准流量下的漏率值为QL22；依次类推，得到M个待校准检漏仪器在小孔B标准流量下的漏率值QL12，QL22，QL32，……，QLM2；
步骤7，依次类推，获得M个待校准检漏仪器在小孔N标准流量下的漏率值QL1N，QL2N，QL3N，……，QLMN；
步骤8，计算各待校准检漏仪器的校准系数：
各待校准检漏仪器在其量程范围内的校准系数为：
其中，下标n表示第n个小孔，小标m表示第m个待校准检漏仪器，n＝1，2，…，N，m＝1，2，…，M；至此，完成对多个待校准检漏仪器的同时、快速校准。
有益效果：
本发明能够获得检漏仪器在多个标准流量下的检测值，获得的校准系数能够适用于全量程，校准精度高，校准周期短，效率高；并且本发明能够同时对多台捡漏仪器进行校准，校准效率高。此外，本发明供气系统能够按照检漏仪器校准要求，提供不同的气体，适用广泛。
附图说明
图1为本发明校准装置结构示意图。
其中，1-供气系统，2-针阀，3-截止阀a，4-压力计A，5-稳压室，6-截止阀k，7-抽气系统，8-截止阀b，9-截止阀c，10-截止阀d，11-小孔A，12-小孔B，13-小孔C，14-截止阀e，15-截止阀f，16-截止阀g，17-压力计B，18-比较室，19-截止阀h，20-截止阀i，21-截止阀j，22-待校准检漏仪器A，23-待校准检漏仪器B，24-待校准检漏仪器C。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种检漏仪器的多通道快速校准装置及方法，如图1所示，包括供气系统1、针阀2、截止阀、压力计、稳压室5、抽气系统7、N个小孔(N为大于或等于2的自然数)、比较室18和M个待校准检漏仪器(M为大于或等于1的自然数)。其中，供气系统1可以按照校准要求提供多种示漏气体，供气系统1依次通过针阀2、截止阀a 3与稳压室5连接，为校准提供所需压力的气体，其中针阀2用于调节稳压室5中的气体压力。抽气系统7通过截止阀k6与稳压室5连接，用于抽除稳压室中多余的气体。稳压室内的气体通过不同的截止阀与对应的小孔的入口连接，小孔的出口通过各自对应的截止阀与比较室18连接，在小孔入口气体压力(即稳压室5内气体压力)不变的情况下，利用各小孔直径的不同，为各校准通道提供不同的标准流量；M个待校准的检漏仪器(M为大于等于1的自然数)通过各自对应的截止阀与比较室18连接，通过改变小孔出口截止阀及待校准检漏仪器对应的截止阀的开关状态实现对多台待校准检漏仪器的快速校准。稳压室(5)和比较室(18)分别连接有压力计，用于测量其中气体的压力。所有管道、截止阀、针阀、稳压室、比较室等采用的材料均为不锈钢。
以N个小孔、M个待校准检漏仪器，N＝3，M＝3，为例进行校准，具体测量方法如下：
步骤1，打开截止阀k 6，启动抽气系统7，打开针阀2、截止阀a 3、截止阀b 8、截止阀c 9、截止阀d 10，抽除小孔、稳压室5、以及小孔、稳压室5、供气系统1之间的管道中的气体；
步骤2，打开截止阀h 19、截止阀i 20、截止阀j 21，并对待校准检漏仪器进行预热，打开截止阀e 14、截止阀f 15、截止阀g 16，利用待校准检漏仪器内部的抽气系统抽除比较室18以及小孔、比较室18、待校准检漏仪器之间的管道中的气体；
步骤3，关闭截止阀k 6、截止阀e14、截止阀f 15、截止阀g 16、截止阀h 19、截止阀i 20和截止阀j 21，打开供气系统1，通过针阀2、截止阀a 3向稳压室5中提供满足压力要求的气体；
步骤4，关闭针阀2、截止阀a 3，待稳压室5内气体压力稳定后，记录稳压室5中的压力计A 4的压力p0，通过p0及小孔A 11、小孔B 12、小孔C 13的直径，分别得到小孔A 11、小孔B 12、小孔C 13对应的流量为Qs1、Qs2、Qs3；
步骤5，打开截止阀e 14及截止阀h 19，测量获得待校准检漏仪器A 22在小孔A 11标准流量下对应测得的漏率值为QL11；关闭截止阀h 19、打开截止阀i 20，测量获得待校准检漏仪器B 23在小孔A 11标准流量下对应测得的漏率值为QL21；依次类推，仅打开待校准捡漏仪器C 24对应的截止阀，得到待校准捡漏仪器C 24在小孔A11标准流量下对应测量的漏率值示值QL31；
步骤6，关闭所有截止阀，打开截止阀f 15及截止阀h 19，待校准检漏仪器A 22在小孔B 12标准流量下对应测得的漏率值为QL12；关闭截止阀h 19、打开截止阀i 20，待校准检漏仪器B 23在小孔B 12标准流量下对应测得的漏率值为QL22；依次类推，仅打开待校准捡漏仪器C 24对应的截止阀，得到待校准捡漏仪器C 24在小孔B 12标准流量下对应测量的漏率值示值QL32；
步骤7，关闭所有截止阀，打开截止阀g 16及截止阀h 19，待校准检漏仪器A 22在小孔C 13标准流量下对应测得的漏率值为QL13；关闭截止阀h 19、打开截止阀i 20，待校准检漏仪器B 23在小孔C 13标准流量下对应测得的漏率值为QL23；依次类推，仅打开待校准捡漏仪器C 24对应的截止阀，得到待校准捡漏仪器C 24在小孔C 13标准流量下对应测量的漏率值示值QL33；
步骤8，计算各待校准检漏仪器的校准系数：
其中，待校准检漏仪器A 22在其量程范围内的校准系数为
待校准检漏仪器B 23在其量程范围内的校准系数为
…………
待校准检漏仪器C 24在其量程范围内的校准系数为
至此，完成对多个待校准检漏仪器的同时、快速校准。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种检漏仪器的多通道快速校准方法，其特征在于，采用设计的校准装置进行校准，所述校准装置包括供气系统(1)、针阀(2)、截止阀、压力计、稳压室(5)、抽气系统(7)、N个小孔、比较室(18)和M个待校准检漏仪器，其中N为大于或等于2的自然数、M为大于或等于1的自然数；
其中，供气系统(1)用于提供校准所用示漏气体，供气系统(1)依次通过针阀(2)、截止阀(3)与稳压室(5)连接；抽气系统(7)通过抽气系统截止阀(6)与稳压室(5)连接；N个小孔的入口分别通过各自对应的入口截止阀与稳压室(5)连接，N个小孔的出口分别通过各自对应的出口截止阀与比较室(18)连接；M个待校准的检漏仪器分别通过各自对应的入口截止阀与比较室(18)连接；所述稳压室(5)和比较室(18)分别设有压力计；
校准步骤如下：
步骤1，打开抽气系统截止阀(6)，启动抽气系统(7)，打开供气系统与小孔气体通道之间的针阀(2)和截止阀(3)，抽除小孔、稳压室(5)、以及小孔、稳压室(5)、供气系统(1)之间的管道中的气体；
步骤2，打开待校准检漏仪器的入口截止阀，待校准检漏仪器预热后，打开各小孔的出口截止阀，利用待校准检漏仪器内部的抽气系统抽除比较室(18)以及小孔、比较室(18)、待校准检漏仪器之间的管道中的气体；
步骤3，关闭抽气系统截止阀、小孔出口截止阀、待校准检漏仪器入口截止阀，打开供气系统(1)，向稳压室(5)中提供满足压力要求的气体；
步骤4，关闭针阀(2)、供气系统截止阀，待稳压室(5)内气体压力稳定后，记录稳压室(5)的压力p0，计算获得p0下各小孔对应的流量为Qs1、Qs2、Qs3，…，QsN；
步骤5，打开小孔A对应的入口截止阀、出口截止阀及待校准检漏仪器A对应的入口截止阀，由待校准检漏仪器A测量获得待校准检漏仪器A在小孔A标准流量下的漏率值为QL11；关闭待校准检漏仪器A对应的入口截止阀、打开待校准检漏仪器B对应的入口截止阀，由待校准检漏仪器B测量获得待校准检漏仪器B在小孔A标准流量下的漏率值为QL21；依次类推，得到M个待校准检漏仪器在小孔A标准流量下的漏率值QL11，QL21，QL31，…，QLM1；
步骤6，关闭所有截止阀，打开小孔B对应的入口截止阀、出口截止阀及待校准检漏仪器A对应的入口截止阀，由待校准检漏仪器A测量获得待校准检漏仪器A在小孔B标准流量下的漏率值为QL12；关闭待校准检漏仪器A对应的入口截止阀、打开待校准检漏仪器B对应的入口截止阀，由待校准检漏仪器B测量获得待校准检漏仪器B在小孔B标准流量下的漏率值为QL22；依次类推，得到M个待校准检漏仪器在小孔B标准流量下的漏率值QL12，QL22，QL32，……，QLM2；
步骤7，依次类推，获得M个待校准检漏仪器在小孔N标准流量下的漏率值QL1N，QL2N，QL3N，……，QLMN；
步骤8，计算各待校准检漏仪器的校准系数：
各待校准检漏仪器在其量程范围内的校准系数为：
<mrow> <mover> <msub> <mi>C</mi> <mi>m</mi> </msub> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>L</mi> <mi>m</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>L</mi> <mi>m</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mn>...</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>N</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>L</mi> <mi>m</mi> <mi>N</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，下标n表示第n个小孔，下标m表示第m个待校准检漏仪器，n＝1，2，…，N，m＝1，2，…，M；至此，完成对多个待校准检漏仪器的同时、快速校准。
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