一种基于称重原理的滴管式气体流量测量装置及方法，装置包括电子称、储油槽、滴管、滴管支架、进气阀、微调阀、三通管及计算机，贮存有油液的储油槽置于电子称上，安装在滴管支架上的滴管下端管口位于油液液面下方，上端管口通过三通管与进气阀及微调阀连通，微调阀与被测对象连通；电子称与计算机相连，通过计算机记录和存储称重数据及对测量过程进行计时。方法步骤为：开启进气阀；调节微调阀使其内通过的气体流量满足被测对象进气要求；记录下初始称重读数；关闭进气阀；开始气体流量连续测量，实时记录下若干连续时间点，同时记录下各个时间点所对应的称重读数；当计算机判定需要停止测量时，开启进气阀，结束测量过程；计算出气体流量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于仪器仪表与真空测试
，特别是涉及一种基于称重原理的滴管式气体流量测量装置及方法。
技术介绍
真空泵现已大量应用于机械、电子、冶金、核能、空间模拟等工业领域和科学技术研究中，对于现代科技的发展和国民经济的建设都起着重要的作用。真空泵的抽气速率通常作为其型号标识，抽气速率也作为真空泵最为关键的技术指标，而抽气速率的测量，也是作为真空泵出厂检验和指标测定的必测项目，为此还专门制定有相关的国家标准和国际标准。例如：《GB/T19955.1-2005蒸汽流真空性能测量方法第1部分：体积流率(抽速)的测量》及《GB/T19956.1-2005容积真空泵性能测量方法第1部分：体积流率(抽速)的测量》等。在上述国家标准中规定了真空泵的抽气速率测量方法，并公开了真空泵的抽气速率测量基本原理，其原理为：将被测真空泵的入口与标准测试罩相连，然后调节流向标准测试罩的气体流量Q，并使标准测试罩内的气体压力达到稳定平衡，再通过精确测量气体流量Q和气体压力p，经过公式S＝Q/p计算得到在气体压力p下的抽气速率S(体积流率)。可见，只有保证了气体流量测量的精准性，才能保证抽气速率的准确性。但是，在真空泵(特别是高真空泵)的抽气速率测量过程中，总会不可避免的遇到微小气体流量的测量问题，此时，真空行业应用最为普遍的是真空滴管式气体流量测量装置及方法，在原机械行业标准《JB/T8472.1-1996蒸汽流真空泵性能测定第1部分：抽气速率(体积流量)的测定》中，明确推荐了滴管式气体流量测量装置，并在附录A中给出了滴管式气体流量测量装置的结构组成、计算公式和滴管选择方法，而在后续的等同于国际标准的新国标中已不再推荐测量方法。目前，真空行业也有采用气体质量流量计作为测量手段，但是，气体质量流量计属于间接式相对测量，测量精度误差无法直接估算，且需要定期由权威部门检测标定，这会给使用单位带来极大不便。再有，通过气体质量流量计获取的测量结果数据也不能作为权威数据公开发表，其只能用于内部参考。因此，真空行业依然习惯于采用传统的真空滴管式气体流量测量装置与方法。对于传统的真空滴管式气体流量测量装置及方法，在实际应用过程中仍然存在以下不足之处：①人工手动作业的环节过多，产生的测量误差较大；对于每一组参数的测量，都需要测量人员二次目测观察滴管中的液位高度，并手动按下计时器，即使测量人员经过训练并具有良好的业务能力，手动操作环节依然是测量误差产生的最主要来源。在专利号为ZL200910012545.3的中国专利中，虽然提出了采用光电液位开关代替人工目测的方式，借此来判断液位到达设定高度的时间，但是，受到液位开关安装位置不宜调节的限制，测量真空泵在不同压力下的抽气速率时，很难保证测量时间间隔恰好处于高精度状态，而且在更换不同直径的滴管时操作困难，且常常带来液位开关设定高度的新误差。②只能测量计时间隔时间内的平均气体流量，不能反映该期间内的气体流量瞬时变化；通过测量公式计算得到的，只是二次读数时间间隔内的气体平均流量，因此，无法体现该时间段内的气体流量瞬时变化。由于上述原因，在测量真空泵每一压力点下的抽气速率前，都需要维持足够长的时间以确保标准测试罩内的压力达到稳定平衡，导致的后果就是测量效率的低下。而对于因滴管内气体压力降低导致的气体流量变化，只能作为原理性误差被忽略。③所使用的透明玻璃滴管存在原始测量误差；首先，制作滴管的玻璃管内径无法通过严格加工保证其尺寸一致性，只能通过刻画刻度线来标定容积示数，导致读数精度受到限制。其次，在测量微小气体流量时，所使用的细径滴管存在严重的毛细现象，这对液位的提升具有很大的压下量，从而产生一项无法定量估测的误差。由于传统的真空滴管式气体流量测量装置及方法存在上述不足，给真空行业带来了很大的不便，真空行业迫切需要一种全新的气体流量测量装置及方法，其能够方便快捷且准确可靠的测量气体流量，特别是测量微小气体流量。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于称重原理的滴管式气体流量测量装置及方法，其测量功能能够严格满足原机械行业标准(JB/T8472.1-1996)及新国标暨国际标准(GB/T19955.1-2005/ISO/T8472.1-1996)中的规定，可以代替传统的真空滴管式气体流量测量装置及方法，并有效完成真空泵抽气速率(体积流量)性能参数的测量，且对于其他行业中的微小气体流量的测量同样适用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于称重原理的滴管式气体流量测量装置，包括电子称、储油槽、滴管、滴管支架、进气阀、微调阀、三通管及计算机，所述储油槽放置于电子称上，在储油槽内贮存有油液；所述滴管竖直安装在滴管支架上，滴管下端管口位于储油槽中油液液面下方，且滴管管体与储油槽无接触；所述滴管上端管口与三通管的第一管口相连通，三通管的第二管口与进气阀的出气口相连通，进气阀的进气口与大气相通；所述三通管的第三管口与微调阀的进气口相连通，微调阀的出气口与被测对象的进气口相连通；所述电子称的信号输出端与计算机相连，通过计算机对电子称输出的称重数据进行实时记录和存储，且通过计算机对测量过程进行计时。所述进气阀及微调阀采用手动控制或自动控制，当采用自动控制时，进气阀的开启与关闭、微调阀的出气流量调节均通过计算机进行控制。所述储油槽在竖直方向上为等横截面。所述储油槽采用轻质材料制成。所述滴管采用非透明材料制造，且滴管内孔为等横截面孔。一种基于称重原理的滴管式气体流量测量方法，采用了所述的基于称重原理的滴管式气体流量测量装置，包括如下步骤：步骤一：控制进气阀开启，同时将微调阀的出气口与被测对象的进气口相连通；步骤二：对微调阀进行调节，使微调阀内通过的气体流量满足被测对象的进气要求；步骤三：通过计算机记录下电子称此刻的称重读数，该称重读数为初始称重读数；步骤四：控制进气阀关闭，开始气体流量的连续测量，测量过程中，在计算机中实时记录下若干连续的时间点，同时记录下各个时间点所对应的电子称的称重读数；步骤五：当计算机判定需要停止测量时，控制进气阀开启，结束本次测量过程；步骤六：在计算机中计算出计时时间段内的气体流量，气体流量计算公式为：q=(Wi-Wi+n)[paa+ρg(1+a/A)V0-g(2W0-Wi-Wi+n)]ρa(1+a/A)(ti+n-ti)]]>式中，q为计时时间段内的气体流量，Wi为计时时间段初始时刻电子称的称重读本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于称重原理的滴管式气体流量测量装置，其特征在于：包括电子称、储油槽、滴管、滴管支架、进气阀、微调阀、三通管及计算机，所述储油槽放置于电子称上，在储油槽内贮存有油液；所述滴管竖直安装在滴管支架上，滴管下端管口位于储油槽中油液液面下方，且滴管管体与储油槽无接触；所述滴管上端管口与三通管的第一管口相连通，三通管的第二管口与进气阀的出气口相连通，进气阀的进气口与大气相通；所述三通管的第三管口与微调阀的进气口相连通，微调阀的出气口与被测对象的进气口相连通；所述电子称的信号输出端与计算机相连，通过计算机对电子称输出的称重数据进行实时记录和存储，且通过计算机对测量过程进行计时。
【技术特征摘要】
1.一种基于称重原理的滴管式气体流量测量装置，其特征在于：包括电子称、储油槽、
滴管、滴管支架、进气阀、微调阀、三通管及计算机，所述储油槽放置于电子称上，在储油
槽内贮存有油液；所述滴管竖直安装在滴管支架上，滴管下端管口位于储油槽中油液液面下
方，且滴管管体与储油槽无接触；所述滴管上端管口与三通管的第一管口相连通，三通管的
第二管口与进气阀的出气口相连通，进气阀的进气口与大气相通；所述三通管的第三管口与
微调阀的进气口相连通，微调阀的出气口与被测对象的进气口相连通；所述电子称的信号输
出端与计算机相连，通过计算机对电子称输出的称重数据进行实时记录和存储，且通过计算
机对测量过程进行计时。
2.根据权利要求1所述的一种基于称重原理的滴管式气体流量测量装置，其特征在于：
所述进气阀及微调阀采用手动控制或自动控制，当采用自动控制时，进气阀的开启与关闭、
微调阀的出气流量调节均通过计算机进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种基于称重原理的滴管式气体流量测量装置，其特征在于：
所述储油槽在竖直方向上为等横截面。
4.根据权利要求1所述的一种基于称重原理的滴管式气体流量测量装置，其特征在于：
所述储油槽采用轻质材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种基于称重原理的滴管式气体流量测量装置，其特征在于：
所述滴管采用非透明材料制造，且滴管内孔为等横截面孔。
6.一种基于称重原理的滴管式气体流量测量方法，采用了权利要求1所述的基于称重原
理的滴管式气体流量测量装置，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：控制进气阀开启，同时将微调阀的出气口与被测对象的进气口相连通；
步骤二：对微调阀进行调节，使微调阀内通过的气体流量满足被测对象的进气要求；
步骤三：通过计算机记录下电子称此刻的称重读数，该称重读数为初始称重读数；
步骤四：控制进...
【专利技术属性】
技术研发人员：张世伟，孙坤，刘军，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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