一种真空环境气体流量的测控方法及测控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种真空环境气体流量的测控方法及测控系统。其中，通过位于平衡室和需测控真空环境之间的第一流量调节阀来调控需测控真空环境的气体流量，通过平衡室使得需测控真空环境的气体流量等于压力气源的出气流量，只需测量压力气源的出气流量即可获得需测控真空环境的气体流量，即只需使流量计在恒定压力下工作而无需直接在真空下测量需测控真空环境的气体流量即可得到需测控真空环境的气体流量，由此解决了现有流量计无法在真空条件下进行正常准确的气体流量测量而无法获得准确真实的真空环境的气体流量的技术问题，大大提高了真空环境的气体流量的测量精度，反映真空环境气体流量的真实情况。同时也实现对需测控真空环境气体流量的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种真空环境气体流量的测控方法及测控系统
本专利技术涉及一种真空环境气体流量的测控方法及测控系统。
技术介绍
流量测量和控制在工业生产过程、能源计量、环境保护工程、交通运输、生物技术、科学实验以及海洋气象等领域都必不可少。如化工生产过程中必须控制流量、压强等操作条件，以使生产过程定态进行；又如在进行真空泵性能测试等科学研究中，往往也需要准确测量并控制流体流量。随着国家对环境保护工程提出更高的要求，对所需的流量测量技术将不断提出新的要求。因此，流量测量的准确性及技术应用的广泛性就显得尤为重要。在真空状态下，气体流量密度小，限制了涡街流量计与超声流量计的正常使用。由于真空管道上安装流量计后增大了阻力，产生较大的压损将使动力损耗大大增加，因此孔板流量计、涡轮流量计、容积式流量计等均不适用。另外，流量计安装在负压管道后，由于流量波动极小，泄漏很难察觉。综上诉述，虽然当前关于气体流量测量的方法多种多样，但是基于这些方法设计的流量计一般仅针对非真空或真空度不高的情形。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种真空环境气体流量的测控方法及测控系统，能够解决现有流量计无法在真空条件下进行正常准确的气体流量测量的技术问题。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：本专利技术提供一种真空环境气体流量的测控方法，通过设于压力气源与需测控真空环境之间的压力恒定的平衡室，来保证压力气源的出气流量与需测控真空环境的气体流量相等，通过测量压力气源的出气流量获得需测控真空环境的气体流量；通过调节连接在平衡室与需测控真空环境之间的第一流量调节阀的开度，来调节需测控真空环境的气体流量。根据本专利技术，在压力气源和平衡室之间设置多个并联的送气支路，每个送气支路上设有流量计和控制所在送气支路通断的开关阀，并且所有送气支路上的流量计的量程大小不同；根据压力气源的出气流量的预估值打开相应量程的流量计所在的送气支路，使得压力气源的出气经该送气支路进入平衡室，并且该送气支路中的流量计的测量值作为压力气源的出气流量以用于获得需测控真空环境的气体流量。根据本专利技术，流量计为质量流量计或体积流量计；在压力气源的出气流量由体积流量计测得时，对压力气源的出气流量进行温度及压力补偿后作为需测控真空环境的气体流量；在压力气源的出气流量由质量流量计测得时，压力气源的出气流量作为需测控真空环境的气体流量。根据本专利技术，保持平衡室的压力恒定某一压力。根据本专利技术，在需测控真空环境的气体流量与预设的所需流量不同时，调节第一流量调节阀的开度，直至将需测控真空环境的气体流量调整至预设的所需流量。本专利技术另一方面提供一种真空环境气体流量的测控系统，其特征在于，包括：连接在压力气源和需测控真空环境之间的压力恒定的平衡室，用来保证压力气源的出气流量与需测控真空环境的气体流量相等；连接在平衡室和需测控真空环境之间的第一流量调节阀，用来调节需测控真空环境的气体流量；以及位于连接在压力气源和平衡室之间的气路上的流量计，以通过测量压力气源的出气流量获得需测控真空环境的气体流量。根据本专利技术，在压力气源和平衡室之间连接有多个并联的送气支路，每个送气支路上设有流量计和控制所在送气支路通断的开关阀，并且所有送气支路上的流量计的量程大小不同；流量传感器，流量传感器设于压力气源的下游以实时检测压力气源的出气流量；中控器，中控器与流量传感器、所有送气支路上的开关阀通讯连接；其中，中控器根据流量传感器的测量值控制与相应量程的流量计串联的开关阀，同时保持其他开关阀关闭，并且该送气支路中的流量计的测量值作为压力气源的出气流量以用于获得需测控真空环境的气体流量。根据本专利技术，流量计为质量流量计或体积流量计；气体流量测控系统还包括：测量平衡室中温度的第一温度计；测量需测控真空环境内温度的第二温度计；测量平衡室中压力的大气压力计；测量需测控真空环境内压力的压力计；第一温度计、第二温度计、大气压力计和压力计均与中控器通讯连接；中控器在相应量程的流量计为体积流量计时，对该流量计的测量值进行温度及压力补偿后作为需测控真空环境的气体流量；中控器在相应量程的流量计为质量流量计时，将该流量计的测量值直接作为需测控真空环境的气体流量。根据本专利技术，中控器与第一流量调节阀通讯连接，中控器在需测控真空环境的气体流量与预设的所需流量不同时，调节第一流量调节阀的开度，直至将需测控真空环境的气体流量调整至预设的所需流量。根据本专利技术，平衡室的压力恒定在标准大气压。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术的真空环境气体流量的测控方法，只需测量压力气源的出气流量即可获得需测控真空环境的气体流量，即只需使流量计在某一压力下工作而无需直接测量需测控真空环境的气体流量即可得到需测控真空环境的气体流量，由此解决了现有流量计无法在真空条件下进行正常准确的气体流量测量而无法获得准确真实的真空环境的气体流量的技术问题，大大提高在真空环境的气体流量的测量精度。同时，也可以实现对需测控真空环境的气体流量的控制。本专利技术的真空环境气体流量的测控系统，通过第一流量调节阀来调控需测控真空环境的气体流量，通过平衡室使得需测控真空环境的气体流量等于压力气源的出气流量，只需测量压力气源的出气流量即可获得需测控真空环境的气体流量，即只需使流量计在某一压力下工作而无需直接在真空下测量需测控真空环境的气体流量即可得到需测控真空环境的气体流量，由此解决了现有流量计无法在真空条件下进行正常准确的气体流量测量而无法获得准确真实的真空环境的气体流量的技术问题，大大提高了真空环境的气体流量的测量精度，反映真空环境的气体流量的真实情况。同时，也可以实现对需测控真空环境的气体流量的控制。附图说明图1为如下具体实施方式提供的真空环境气体流量的测控系统的结构示意图；图2为利用具体实施方式提供的真空环境气体流量的测控系统的真空环境气体流量的测控方法的流程示意图；图3为如下具体实施方式中维持平衡室的压力恒定的原理示意图。【附图标记】1：压力气源；2：第二流量调节阀；3：流量传感器；4：开关阀；4’：第一开关阀；4”：第二开关阀；5：流量计；5’：第一流量计；5”：第二流量计；6：送气支路；7：平衡室；8：压差计；9：第一温度计；10：大气压力计；11：第一流量调节阀；12：第二温度计；13：需测控真空环境；14：送气主路；15：压力计。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。参照图1，本实施例提供一种真空环境气体流量的测控系统，该测控系统用于连接在现有需测控真空环境13和为该需测控真空环境13提供气流的压力气源1之间。具体地，本实施例的测控系统包括平衡室7、第一流量调节阀11和流量计5。平衡室7连接在压力气源1和需测控真空环境13之间且为压力恒定的，该平衡室7用来保证平衡室7的气体进入需测控真空环境13内的量等于从压力气源1输送气体进入平衡室7的气体量，进而也保证压力气源1的出气流量与需测控真空环境13的气体流量相等。第一流量调节阀11连接在平衡室7和需测控真空环境13之间，用来调节需测控真空环境13的气体流量。流量计5位于连接在压力气源1和平衡室7之间的气路上，以通过测量压力气源1的出气流量获得需测控真空环境13的气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空环境气体流量的测控方法，其特征在于，通过设于压力气源(1)与需测控真空环境(13)之间的压力恒定的平衡室(7)，来保证所述压力气源(1)的出气流量与所述需测控真空环境(13)的气体流量相等，通过测量所述压力气源(1)的出气流量获得所述需测控真空环境(13)的气体流量；通过调节连接在所述平衡室(7)与所述需测控真空环境(13)之间的第一流量调节阀(11)的开度，来调节所述需测控真空环境(13)的气体流量。

【技术特征摘要】
1.一种真空环境气体流量的测控方法，其特征在于，通过设于压力气源(1)与需测控真空环境(13)之间的压力恒定的平衡室(7)，来保证所述压力气源(1)的出气流量与所述需测控真空环境(13)的气体流量相等，通过测量所述压力气源(1)的出气流量获得所述需测控真空环境(13)的气体流量；通过调节连接在所述平衡室(7)与所述需测控真空环境(13)之间的第一流量调节阀(11)的开度，来调节所述需测控真空环境(13)的气体流量。2.根据权利要求1所述的真空环境气体流量的测控方法，其特征在于，在所述压力气源(1)和所述平衡室(7)之间或者所述平衡室(7)和需测控真空环境(13)之间设置多个并联的送气支路(6)，每个所述送气支路(6)上设有流量计(5)和控制所在送气支路(6)通断的开关阀(4)，并且所有所述送气支路(6)上的流量计(5)的量程大小不同；根据所述压力气源(1)的出气流量的预估值打开相应量程的流量计(5)所在的送气支路(6)，使得所述压力气源(1)的出气经该送气支路(6)进入所述平衡室(7)，并且该送气支路(6)中的流量计(5)的测量值作为所述压力气源(1)的出气流量以用于获得所述需测控真空环境(13)的气体流量。3.根据权利要求2所述的真空环境气体流量的测控方法，其特征在于，所述流量计(5)为质量流量计或体积流量计；在所述压力气源(1)的出气流量由所述体积流量计测得时，对所述压力气源(1)的出气流量进行温度及压力补偿后作为所述需测控真空环境的气体流量；在所述压力气源(1)的出气流量由所述质量流量计测得时，所述压力气源(1)的出气流量作为所述需测控真空环境的气体流量。4.根据权利要求1所述的真空环境气体流量的测控方法，其特征在于，保持所述平衡室的压力恒定在某一压力。5.根据权利要求4所述的真空环境气体流量的测控方法，其特征在于，在需测控真空环境的气体流量与预设的所需流量不同时，调节所述第一流量调节阀(11)的开度，直至将需测控真空环境的气体流量调整至预设的所需流量。6.一种真空环境气体流量的测控系统，其特征在于，包括：连接在压力气源(1)和需测控真空环境(13)之间的压力恒定的平衡室(7)，用来保证所述压力气源(1)的出气流量与所述需测控真空环境(13)的气体流量相等；连接在所述平衡室(7)和所述需测控真空环境(13)之间的第一流量调节阀(11)，用来调节所述需测...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘坤，张朔熙，雷震霖，毕德龙，王光玉，张军，张漫漫，马世玉，谢元华，巴德纯，
申请(专利权)人：东北大学，中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21