CN108613719B - 流量计的校准方法及装置 - Google Patents

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    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters

Abstract

本发明涉及一种流量计的校准方法及装置，其中方法包括：获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强；根据待校准流量计腔体内的测试压强计算标准压强；若实际压强与标准压强之间的差值达到预设阈值范围，则根据差值调整流量计的归零位置。本发明实施例通过对待校准流量计腔体的不同状态下的压强进行检测，从而获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强，进而根据测试压强计算标准压强，并根据实际压强与标准压强之间的差值对待校准流量计进行校准，从而不需要使用流量计校准仪等外在测量仪器校准流量计，整个校准判断过程可以在2分钟内解决，并且无须停机校准，其校准过程简单实用。

Description

流量计的校准方法及装置
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术，特别是涉及一种太阳能电池生产中流量计的校准方法及装置。
背景技术
在硅太阳能电池生产中，无论是管式PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，等离子体增强化学气相沉积法)还是板式PECVD，流量计测量的准确与否都会影响成膜的好坏。因此，需要定期对流量计进行校准，但是目前常规的流量计校准方法需要使用校准仪等外在测量仪器进行校准，且不同的设备和流量计需要使用不同的校准仪，而且在校准时需要停机且校准时间较长，导致流量计校准过程耗时耗力。
发明内容
基于此，有必要针对目前太阳能电池生产中流量计校准需要使用外在测量仪器、且校准过程耗时耗力的问题，提供一种流量计的校准方法及装置。
一种流量计的校准方法，包括：
获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强；
根据待校准流量计腔体内的测试压强计算标准压强；
若实际压强与标准压强之间的差值满足预设阈值范围，则根据差值调整待校准流量计的归零位置。
在其中一个实施例中，获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强，包括：
在第一设备特气管道关闭第一预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第一测试压强；
在第二设备特气管道打开第二预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第二测试压强；
在第二设备特气管道关闭第三预设时间后，获取待校准流量计腔体内的实际压强。
在其中一个实施例中，根据待校准流量计腔体内的测试压强计算标准压强，包括：根据待校准流量计腔体内的第一测试压强和第二测试压强计算标准压强。
在其中一个实施例中，在第二设备特气管道打开时，气体按预设流量流入待校准流量计腔体。
在其中一个实施例中，第一设备特气管道包括Ar特气管道、TMA特气管道和N2O特气管道。
在其中一个实施例中，第二设备特气管道为Ar特气管道。
一种流量计的校准装置，包括：
压强获取模块，用于获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强；
计算模块，用于根据待校准流量计腔体内的测试压强计算标准压强；
校准模块，用于若实际压强与标准压强之间的差值达到预设阈值范围，则根据差值调整流量计的归零位置。
在其中一个实施例中，压强获取模块包括：
第一测试压强获取单元，用于在第一设备特气管道关闭第一预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第一测试压强；
第二测试压强获取单元，用于在第二设备特气管道打开第二预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第二测试压强；
实际压强获取单元，用于在第二设备特气管道关闭第三预设时间后，获取待校准流量计腔体内的实际压强。
在其中一个实施例中，第一设备特气管道包括Ar特气管道、TMA特气管道和N2O特气管道。
在其中一个实施例中，第二设备特气管道为Ar特气管道。
上述流量计的校准方法及装置，通过对待校准流量计腔体的不同状态下的压强进行检测，从而获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强，进而根据测试压强计算标准压强，并根据实际压强与标准压强之间的差值对待校准流量计进行校准，从而不需要使用流量计校准仪等外在测量仪器校准流量计，整个校准判断过程可以在2分钟内解决，并且无须停机校准，其校准过程简单实用。
附图说明
图1为一个实施例中流量计的校准方法的流程示意图；
图2为一个实施例中流量计的校准方法的流程示意图；
图3为一个实施例中流量计的校准装置的结构示意图；
图4为一个实施例中流量计的校准装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明实施例提供了一种流量计的校准方法，如图1所示，可以包括如下步骤：
步骤S101，获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强。
在本实施例中，通过对待校准流量计腔体的不同状态下的压强进行检测，从而获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强。
步骤S102，根据待校准流量计腔体内的测试压强计算标准压强。
步骤S103，若实际压强与标准压强之间的差值达到预设阈值范围，则根据差值调整流量计的归零位置。
在本实施例中，根据上述步骤中待校准流量计腔体的不同状态下的测试压强计算标准压强，并将实际压强与标准压强进行比较，当两者之间的差值达到预设阈值范围时，则表示待校准流量计需要被校准，从而可以根据差值调整待校准流量计的归零位置，以实现对待校准流量计进行校准。
本发明实施例通过对待校准流量计腔体的不同状态下的压强进行检测，从而获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强，进而根据测试压强计算标准压强，并根据实际压强与标准压强之间的差值对待校准流量计进行校准，从而不需要使用流量计校准仪等外在测量仪器校准流量计，整个校准判断过程可以在2分钟内解决，并且无须停机校准，其校准过程简单实用。
在一个实施例中，如图2所示，获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强，可以包括如下步骤：
步骤S201，在第一设备特气管道关闭第一预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第一测试压强。
在本实施例中，通过关闭第一设备特气管道一定时间后，使得待校准流量计腔体内压强达到一个较稳定值，从而获取该值，并将其作为待校准流量计腔体内的第一测试压强。
步骤S202，在第二设备特气管道打开第二预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第二测试压强。
在本实施例中，当获取待校准流量计腔体内较稳定的压强值后，通过打开第二设备特气管道一定时间，以获取待校准流量计腔体内的第二测试压强。
步骤S203，在第二设备特气管道关闭第三预设时间后，获取待校准流量计腔体内的实际压强。
并在第二设备特气管道关闭一定时间后，以获取待校准流量计腔体内的实际压强。
在本实施例中，第一设备特气管道和第二设备特气管道的关闭或打开时间可以根据腔体内压强的变化明显程度确定。
在一个实施例中，根据待校准流量计腔体内的测试压强计算标准压强，具体可以包括：根据待校准流量计腔体内的第一测试压强和第二测试压强计算标准压强。
以下通过对MAIA机台中PM1腔进行流量校准为例进行说明，在本实施例中，首先关闭第一设备特气管道，其中，第一设备特气管道包括Ar(氩，argon)、TMA(三甲胺，trimethylamine TMA)和N2O(一氧化二氮，nitrous oxide)特气管道。在关闭上述特气管道一定时间(即第一预设时间)后，使得待校准流量计腔体内压强达到一个较稳定值，从而可以从机台获取此时的腔体压强即第一测试压强p1。
然后打开第二设备特气管道，其中，第二设备特气管道为Ar特气管道。在打开Ar特气管道一定时间(即第二预设时间)后，则可以从机台获取此时的腔体压强即第二测试压强p2。最后关闭第二设备特气管道即Ar特气管道，在关闭Ar特气管道一定时间(即第三预设时间)后，则可以从机台获取此时的腔体的实际压强p3。
由于腔体压强的开尔文温度为673，而且腔体内压强也不为101kP(即腔体内气体不处于标准状况下)，因此，不能直接使用理想气体的状态方程-克拉伯龙方程来计算标准压强p′3，在本实施例中，可通过如下公式计算标准压强p′3：
Figure GDA0002306724180000051
其中，p1为第一测试压强，p2为第一测试压强，V1为30s内充入腔体内气体的量，V2为60s内充入腔体内气体的量。
以下进一步说明上述公式的推导过程，在本实施例中，假设关闭第一设备特气管道30S后，获取的第一测试压强p1为6.0e-2mbarr＝6pa。打开第二设备特气管道，且使气体按预设流量流入待校准流量计腔体，在本实施例中，假设气体的预设流量为50sccm(具体流量可以根据腔体的实际体积灵活设置)，在打开第二设备特气管道30S后，获取的第二测试压强p2为9.4e-2mbarr＝9.4pa。最后关闭第二设备特气管道30S后，假设获取的实际压强p3为1.3e-1mbar＝13pa。
其中，
Figure GDA0002306724180000052
Figure GDA0002306724180000053
Figure GDA0002306724180000054
即
Figure GDA0002306724180000061
则
Figure GDA0002306724180000062
Figure GDA0002306724180000063
即
Figure GDA0002306724180000064
则有
Figure GDA0002306724180000065
其中X1、X2、X3分别表示p1、p2、p3压强下腔体内原存在的气体的量(其中X1为腔体内原有的气体的量)；Vm表示673开式温度下气体的摩尔体积；V为腔体体积；R和T均为气体方程中的常数，R表示气体常量(比例常数)单位是J/(mol·K)，T表示热力学温度(即开尔文温度，其为常量)；n1、n2、n3分别表示p1、p2、p3压强下腔体气体的物质的量；V1表示30s内充入腔体内气体的量，V2表示60s内充入腔体内气体的量。
代入数据V1＝0.025L，V2＝0.05L，p1＝6Pa，p2＝9.4pa，从而计算出X1＝0.044L，并代入上述公式(1)中，得到标准压强p′3的值为12.82Pa，而机台获取的腔体的实际压强p3的值为13Pa。由此可知，通过公式(1)计算的标准压强值与机台显示的实际压强值相近，从而证明本方案用于流量计的校准是可行的。
由于上述实施例中的计算过程均未将腔体漏率考虑进去，因此，如果要考虑漏率，则可以将V1、V2设为一定时间内气体的充入量减去气体的漏出量，其他计算思路和方法与上述实施例相同，本实施例不再赘述。
在一个实施例中，可以根据从机台获取的实际压强p3与上述计算的标准压强p′3之间的差值对待校准流量计进行校准。具体的，在本实施例中，当两者之间的差值满足需要校准的预设阈值范围时，则表示该待校准流量计不准确，需要进行校准，从而根据差值调整待校准流量计的归零位置，以对整待校准流量计进行校准。当两者之间的差值不满足需要校准的预设阈值范围时或达到不需要校准的预设阈值范围时，则表示该待校准流量计相对准确，从而不需要对其进行校准。
在一个实施例中，具体的预设阈值范围可以根据实际情况确定，例如，可以将标准压强p′3的正负百分之10定为不需要校准的预设阈值范围，而其他范围则为需要校准的预设阈值范围，也可以根据实际情况确定其他范围。
本发明实施例的校准方法适用于对管P或板P流量计的校准，且也可以适用于其他密闭空间腔体的流量和压强的变化测量，其过程不需要使用外在仪器，有着测量快速准确且不耽误生产的优点。
本发明实施例还提供了一种流量计的校准装置，如图3所示，包括压强获取模块301、计算模块302以及校准模块303，其中，压强获取模块301，用于获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强；计算模块302，用于根据待校准流量计腔体内的测试压强计算标准压强；校准模块303，用于若实际压强与标准压强之间的差值达到预设阈值范围，则根据差值调整流量计的归零位置。
在一个实施例中，如图4所示，压强获取模块301还可以包括：第一测试压强获取单元3011、第二测试压强获取单元3012以及实际压强获取单元3013，其中，第一测试压强获取单元3011，用于在第一设备特气管道关闭第一预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第一测试压强；第二测试压强获取单元3012，用于在第二设备特气管道打开第二预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第二测试压强；实际压强获取单元3013，用于在第二设备特气管道关闭第三预设时间后，获取待校准流量计腔体内的实际压强。
在一个实施例中，第一设备特气管道可以包括Ar特气管道、TMA特气管道和N2O特气管道。第二设备特气管道可以是Ar特气管道。具体也可以根据实际机台中待校准流量计的设置而确定。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种流量计的校准方法，其特征在于，包括：
获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强；
根据所述待校准流量计腔体内的测试压强计算标准压强；
若所述实际压强与标准压强之间的差值满足预设阈值范围，则根据所述差值调整所述待校准流量计的归零位置；
其中，所述获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强，包括：在第一设备特气管道关闭第一预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第一测试压强以及当前所述腔体内气体的量V1；在第二设备特气管道打开第二预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第二测试压强以及当前所述腔体内气体的量V2；在所述第二设备特气管道关闭第三预设时间后，获取待校准流量计腔体内的实际压强；
则根据所述待校准流量计腔体内的测试压强计算标准压强的公式为：
Figure FDA0002306724170000011
，其中，p′3为标准压强，p1为第一测试压强，p2为第一测试压强，V1、V2为不同时刻腔体内气体的量。
2.根据权利要求1所述的流量计的校准方法，其特征在于，在所述第二设备特气管道打开时，气体按预设流量流入所述待校准流量计腔体。
3.根据权利要求1所述的流量计的校准方法，其特征在于，所述第一设备特气管道包括Ar特气管道、TMA特气管道和N2O特气管道。
4.根据权利要求1所述的流量计的校准方法，其特征在于，所述第二设备特气管道为Ar特气管道。
5.一种流量计的校准装置，基特征在于，包括：
压强获取模块，用于获取待校准流量计腔体内的测试压强和实际压强；
计算模块，用于根据所述待校准流量计腔体内的测试压强计算标准压强；
校准模块，用于若所述实际压强与标准压强之间的差值达到预设阈值范围，则根据所述差值调整流量计的归零位置；
所述压强获取模块包括：
第一测试压强获取单元，用于在第一设备特气管道关闭第一预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第一测试压强以及当前所述腔体内气体的量V1；
第二测试压强获取单元，用于在第二设备特气管道打开第二预设时间后，获取待校准流量计腔体内的第二测试压强以及当前所述腔体内气体的量V2；
实际压强获取单元，用于在所述第二设备特气管道关闭第三预设时间后，获取待校准流量计腔体内的实际压强；
则所述计算模块通过如下公式计算标准压强：
Figure FDA0002306724170000021
，其中，p′3为标准压强，p1为第一测试压强，p2为第一测试压强，V1、V2为不同时刻腔体内气体的量。
6.根据权利要求5所述的流量计的校准装置，其特征在于，所述第一设备特气管道包括Ar特气管道、TMA特气管道和N2O特气管道。
7.根据权利要求5所述的流量计的校准装置，其特征在于，所述第二设备特气管道为Ar特气管道。
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