一种用于气体流量标准装置的换向器及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于气体流量标准装置的换向器，一开关阀，该开关阀控制气源的开启或关闭；一待测仪表，其一端与所述开关阀连接，另一端连接到第一转接件；第一气阀，其与所述第一转接件连接；第二气阀，其与所述第一转接件连接，其中，所述第二气阀具有至少两个开关位置。本发明专利技术还公开了一种采用所述换向器的检测方法。通过本发明专利技术的装置能够进行附加质量的抵消，实现了标准装置不确定度水平的显著提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气体流量检测领域，特别是涉及一种用于气体流量标准装置的附加质量抵消的换向器及抵消方法。
技术介绍
作为气体流量原级标准装置，“正压流入式”(PPCM，PositivePressureCharge-inMethod，以下简称PPCM)气体流量标准装置以其成本和技术性的优势成为建立质量法及容积法气体流量原级标准装置的最佳方案之一；特别在高压气体流量原级装置方面，这一优势更为明显。附加容积，即与标准容器连接的管路部分的容积，附加质量是附加容积在进气前、后的质量变化，其影响是此类装置不确定度影响分量中的重要一项。国内相关装置的检定规程虽然提到附加质量的计算，但相关参数，如压力、容积等均为仅适用于常压状态的近似值或估计值，而且未明确估计的附加质量如何处理；在国内有关文献，如关于质量法装置的主要论文中甚至未提及附加质量的影响及修正。当采用PPCM气体标准装置标定临界流喷嘴或气体流量仪表时，流经被标定件的气体进入被切断阀门隔离的标准容器，这部分气体的体积或质量可以被精确计量；但附加容积内气体的压力、温度、体积及质量则难以被准确计量，原因是：附加容积通常形状复杂，难以用几何尺寸测量方法予以准确确定；当装置运行在高压状态时，标准容器或称重容器的体积往往较小，此时附加容积占总容积中的比重增大，例如，国内某些装置的附加容积所占比达0.4％，对于总不确定度仅为10-4量级的装置来说，附加质量影响不可忽视；在常压装置中，附加容积的<br>初始压力、温度均接近环境值，但在正压特别是高压装置中，附加容积中的初始压力、温度值均大幅度偏离环境值，而且随时变化。目前以估计值或假设值取代实际值的算法存在较大误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于高压气体流量标准装置的新型换向器以及通过该换向器实现附加质量抵消的方法，通过该换向器能够降低附加质量对测量不确定度的影响，使附加质量产生的不确定度度可忽略或被抵消，进而明显提升气体流量标准装置的总不确定度。本专利技术提供了一种用于气体流量标准装置的新型换向器，一开关阀，该开关阀控制气源的开启或关闭；一待测仪表，其一端与所述开关阀连接，另一端连接到第一转接件；第一气阀，其与所述第一转接件连接；第二气阀，其与所述第一转接件连接，其中，所述第二气阀具有至少两个开关位置。其中，所述待测仪表为临界流喷嘴。其中，所述气源为高压气体。其中，所述第一转接件具有三个端口。其中，所述第二气阀具有第一开关位置和第二开关位置。本专利技术还提供了一种气体流量标准装置的检测方法，其采用前述所述的换向器，其特征在于：(1)初始状态，所述第一气阀和第二气阀关闭；(2)第一气阀开启，通过待测仪表的气体进入气体流量标准装置的标准容器；(3)标准容器内气压达到预定值后，所述第一气阀关闭；(4)所述第一气阀关闭后，第二气阀打开，气体从第二气阀进入旁路出口。其中，在步骤(2)的第一气阀开启之前，所述第二气阀由第一开关位置转移到第二开关位置。其中，在所述第一气阀开启之前，在检测开始时，气源打开，所述第二气阀的第一开关位置为打开状态。本专利技术的新型换向器及检测方法适用于质量法及容积法等气体流量原级标准装置，在国内外首次采用该设备进行附加质量的抵消，实现了标准装置不确定度水平的显著提高。附图说明图1本专利技术的正压流入式气体流量标准装置的结构示意图；图2本专利技术的换向器的第一状态的结构示意图；图3本专利技术的换向器的第二状态的结构示意图；图4本专利技术的换向器的第三状态的结构示意图；图5本专利技术的换向器的第四状态的结构示意图；图6本专利技术的附加容积抵消方法的时序示意图；图7本专利技术的控制系统的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合附图对本专利技术的实施例进行说明，本领域技术人员应当理解，下述的说明只是为了便于对专利技术进行解释，而不作为对其范围的具体限定。如图1所示为正压流入式气体流量标准装置的结构示意图。对于气体流量装置来说，所述装置中具有用于进行检测的气源，切断阀1可以对气源进行开关控制，在切断阀1的一侧具有临界流喷嘴3，作为进一步的优选方案，可以在所述切断阀1与所述临界流喷嘴3之间可以设置用于检定的流量计2，当然也可以不设置所述流量计2。所述临界流喷嘴3通过管道或其他连接部件与第一气阀V1和第二气阀V2相连接，在所述临界流喷嘴3与第一气阀V1、第二气阀V2之间的容积为附加容积9，所述第二气阀V2与旁路出口连通，在所述临界流喷嘴3与所述第二气阀V2之间可设置有温度传感器Ti和压力传感器Pi；所述第一气阀V1通过快速接头4与标准容器5相连，其中所述标准容器5也可以是称重容器，在所述标准容器5上连接有测量其内容温度和压力的温度传感器Ts、压力传感器Ps，所述标准容器5进一步包括有出气口，该出气口与真空泵8连接，在所述出气口与真空泵8之间可以设置有真空阀6和快速接头7。采用前述正压流入式气体流量标准装置，可以对临界流喷嘴或气体流量仪表进行标定，在标定过程中，首先，打开真空泵8，控制真空阀和快速接头7的开启，依靠真空泵8将标准容器5内的空气抽出，在真空泵8进行抽取空气时，所述第一气阀V1及所述第二气阀V2均处于关闭状态，通过温度传感器Ts和压力传感器Ps对标准容器内的压力和温度进行测量，当标准容器内的压力和温度达到预定值后，关闭控制真空阀6和快速接头7，之后关闭真空泵8。在标定开始时，所述临界流喷嘴3的上游与气源连通，打开所述第二气阀V2，在喷嘴中建立起适当流量；然后所述第二气阀V2关闭，同时所述第一气阀V1开启，气体注入标准容器5。确保喷嘴3在标定过程中始终处于临界状态，当标准容器5内压力上升到预定值时，按顺序关闭所述第一气阀V1，开启所述第二气阀V2；应保证标准容器5和旁路出口没有连通的瞬间，即所述第一气阀V1和所述第二气阀V2不可同时处于开启状态。待标准容器内状态稳定后，再次测量容器内的压力和温度，计算标准容器内收集到的气体净质量。通过计算喷嘴的流出系数，完成喷嘴的检定程序。附加质量的修正对于PPCM装置，当一次测试循环完成时，标准容器5(或称重容器)所收集的气体质量为ΔMT，其可以表示为：ΔMT＝MTi-MTf(1)式中：ΔMT---标准容器收集的气体质量；MTi---标准容器内初始的气体质量；MTf---标准容器内最终的气体质量。在标定过程中，标准容器5收集到的气体不仅是第一气阀V1和第二气阀V2后的气体，由于第二气阀V2先关闭，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气体流量标准装置的换向器，其包括：一开关阀，该开关阀控制气源的开启或关闭；一待测仪表，其一端与所述开关阀连接，另一端连接到第一转接件；第一气阀，其与所述第一转接件连接；第二气阀，其与所述第一转接件连接，其中，所述第二气阀具有至少两个开关位置。

【技术特征摘要】
1.一种用于气体流量标准装置的换向器，其包括：一开关阀，该开关阀控制气源的开启
或关闭；一待测仪表，其一端与所述开关阀连接，另一端连接到第一转接件；第一气阀，其与
所述第一转接件连接；第二气阀，其与所述第一转接件连接，其中，所述第二气阀具有至少
两个开关位置。
2.如权利要求1所述的换向器，其特征在于：所述待测仪表为临界流喷嘴。
3.如权利要求1所述的换向器，其特征在于：所述气源为高压气体。
4.如权利要求1所述的换向器，其特征在于：所述第一转接件具有三个端口。
5.如权利要求1所述的换向器，其特征在于：所述第二气阀具有第一开关位置和第二开
关位置。
6.一种气体流量标准装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春辉，崔骊水，岳坚，李传经，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，上海工业自动化仪表研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11