气体微流量测量技术的发展

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)兰州物理研究所 作者:张涤新

  随着真空校准技术的发展,需要测量气体微流量,提出了气体微流量计的研制,进而建立气体微流量标准,用于真空漏孔和正压漏孔的校准,这已成为真空计量研究的重要内容。

  根据气体状态方程,一定质量的气体,其状态由压力、体积和温度三个参量来描述。一般用处于平衡状态的理想气体所占有的体积和其压力的乘积表示气体量,同时气体量需要注明气体温度或换算成23℃时的数值。气体流量则是单位时间内通过某一截面的气体量,其状态由压力、体积和时间三个参量来描述。气体流量的测量有三种方法,若气体压力保持不变,通过改变气体体积的测量方法,则为恒压法;若体积保持不变,通过改变压力的测量方法,则为定容法;若压力和体积都在变化,则为变压变容法。

  由此可知,根据流量测量的方法,可分为恒压式流量计、定容式流量计和变压变容式流量计。变压变容式流量计的结构复杂,控制难度大,实际应用的较少,一般采用恒压式流量计和定容式流量计。

  虽然国内外对气体微流量测量的研究起步相对较晚,随着理论研究的深入,实践经验的积累,对气体微流量测量的难度和存在的问题有了更具体和更深刻的认识,通过不断地改进和完善,使气体微流量测量技术不断得到发展。

1、国外发展概况

  气体微流量测量技术的国外发展概况

2、国内研究的进展

  气体微流量测量技术的国内研究的进展

3、小结

  (1) 通常采用恒压式流量计和定容式流量计作为流量标准,用于气体微流量的测量。

  (2) 恒压式流量计分为滑动密封活塞式流量计、活塞式液压驱动波纹管结构流量计和全金属波纹管密封结构流量计等三种结构。全金属波纹管密封结构恒压式流量计可整体烘烤到150℃,以减小变容室内表面的放气率,从而延伸了流量测量下限。

  (3) 采用固定流导法,延伸了气体微流量的测量下限,并减小了测量不确度。

  (4) 通过优化组合,一台流量计采用定容法,恒压法和固定流导法三种工作模式,可拓宽流量的测量范围。

  (5) 随着流量计的控制技术发展,实现了计算机过程控制、数据采集和处理等全自动化管理,以减小人为操作的因素,从而保证了各测量参数的准确性。

  (6) 随着气体微流量测量方法的研究,对测量不确定度的影响因素有了更深刻认识,不断改进和完善了流量计的性能。

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