一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的方法、装置及其组件制造方法及图纸

本发明专利技术一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的方法、装置及其组件，属于真空取样技术领域，本发明专利技术所要解决的问题是提供了一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的方法和装置，采用的技术方案为：按以下步骤进行：第一步，制备一套密封且可变容积的装置，所述装置设置有N+1个真空密封阀门和N个焊接波纹管，且真空密封阀门和焊接波纹管间隔设置，所述装置的两端为真空密封阀门，所述焊接波纹管的压缩比大于或等于2；第二步，将所述装置与被取样的真空腔体密封连接，整体抽真空，第三步，将所述装置与真空腔体的内部空间互通取样；第四步，再压被取样气体，直到被取样气体压力为正压即可，本发明专利技术可广泛应用于真空取样分析领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的方法、装置及其组件
本专利技术一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的方法、装置及其组件，属于真空取样

技术介绍
目前，随着航天技术和金属热处理技术的不断发展，真空环境模拟和真空金属热处理得到极大的推广和应用，使得航天材料和元器件可以在地面提前进行有效的外太空空间低气压仿真模拟实验，可以提前发现问题，提早进行改进，防止了航天器进入外太空后的失效发生。金属真空热处理，为金属提供无氧洁净的热处理环境，极大改善了金属热处理效果，同时真空反应釜、真空气氛炉的应用都极大的丰富了真空设备的应用领域。在各种使用环境中，随着加热及反应釜内物理和化学的变化真空腔体内气体成分可能会发生变化，研究该气体成分的变化对后续工艺参数的设定，设备的改进均有重要的研究意义和价值。由于目前所有气体分析仪均需是正压供气才能测定，如何通过简单装置实现真空腔体内的正压气体采集就显得尤为重要。现有对真空状态下的气体进行分析与目前所有气体分析仪均需是正压供气才能测定之间的矛盾，没有合适的方法解决。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术存在的不足，提供了一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的方法和装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的方法，按以下步骤进行：第一步，制备一套密封且可变容积的装置，所述装置设置有N+1个真空密封阀门和N个焊接波纹管，且真空密封阀门和焊接波纹管间隔设置，所述装置的两端为真空密封阀门，所述焊接波纹管的压缩比大于或等于2；第二步，将所述装置与被取样的真空腔体密封连接，对所述装置整体抽真空，使所述装置的真空度小于或等于被取样的真空腔室内的真空度，抽完真空后，使所述装置保持密封状态；第三步，当第一步中N＝1时，将所述装置与真空腔体的内部空间互通，并使焊接波纹管处于拉伸状态，待所述装置的真空度稳定后，关闭所述装置与真空腔体的内部连通；第四步，再压缩焊接波纹管，直到焊接波纹管的压力为正压即可。进一步，在第四步中，当压缩焊接波纹管的长度为最短时，焊接波纹管的压力仍未负压时，需要在第三步中选择N等于2，打开第一真空隔膜阀和第二真空隔膜阀，将所述装置与真空腔体的内部空间互通，并使第一焊接波纹管和第二焊接波纹管处于拉伸状态，待所述装置的真空度稳定后，关闭第一真空隔膜阀和第二真空隔膜阀，然后再压缩第一焊接波纹管，然后打开第二真空隔膜阀，使得第一焊接波纹管和第二焊接波纹管内压力再平衡；第五步，再关闭第二真空隔膜阀，打开第一真空隔膜阀，拉伸第一焊接波纹管，再关闭第一真空隔膜阀，然后再压缩第一焊接波纹管，再打开第二真空隔膜阀，直至第一焊接波纹管和第二焊接波纹管内压力稳定；第六步：多次重复第五步的动作，再压缩第二焊接波纹管的长度，直到第二焊接波纹管的压力为正压即可。进一步，当需要更多的正压样品气体时，N或为3，或为4，或为5，焊接波纹管的压缩比为5-10。进一步，将多套所述装置并联后均与密封腔室相连，焊接波纹管的压缩比为2-10。一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的装置，所述装置设置有N+1个真空密封阀门和N个焊接波纹管，且真空密封阀门和焊接波纹管间隔设置，所述装置的两端为真空密封阀门，所述焊接波纹管的压缩比大于或等于。进一步，所述装置或是三个真空密封阀门和两个焊接波纹管；所述装置或是两个真空密封阀门和一个焊接波纹管；所述装置或是四个真空密封阀门和三个焊接波纹管。进一步，所述装置的真空密封阀门为真空隔膜阀，所述装置包括：第一真空隔膜阀、第一焊接波纹管、第二真空隔膜阀、第二焊接波纹管、第三真空隔膜阀；所述第一真空隔膜阀的一端与真空腔室密封相连，第一真空隔膜阀的另一端与第一焊接波纹管的一端连通，所述第一焊接波纹管的另一端通过第二真空隔膜阀与第二焊接波纹管的一端连通，所述第二焊接波纹管的另一端通过第三真空隔膜阀与气体分析仪密封相连，所述第一焊接波纹管和第二焊接波纹管为压缩比5-10的焊接波纹管。进一步，所述第一焊接波纹管和第二焊接波纹管的内径均为20mm，且压缩至最短后端面之间的距离为100mm，伸长至最长后端面之间的距离为1000mm。进一步，所述真空腔室内的压力为1.0×104Pa～9.9×104Pa。一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的装置组件，由多套所述装置并联而成，所述装置的出口端均与密封腔室相连。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：本专利技术是通过设计一种新的气体采集装置，实现对真空腔体气体的正压采集，是直接从真空腔体上进行气体采集，避免从真空泵采集油气和泄露引起的气体成分误差，实现气体原样采集，系统升压到大于大气压力的目的，便于分析仪器进行气体的分析测定。本专利技术的方法先制备一套密封且可变容积的装置，所述装置设置有N+1个真空密封阀门和N个焊接波纹管，且真空密封阀门和焊接波纹管间隔设置，所述装置的两端为真空密封阀门，所述焊接波纹管的压缩比大于或等于2，当被取样的真空腔体气体的压力大于5.5×104Pa时，焊接波纹管的压缩比等于2即可实现将取样负压气体压缩成正压气体，适用于分析仪器的工作状态，当焊接波纹管的压缩比越大时，该方法及装置满足较大范围的当被取样的真空腔体气体，一般可达到1.0×104Pa；按照第一步至第六步的描述，当N取足够大，并重复多次，或者多套并联的话，理论上一级多次压缩可提升约10倍压力，多级无限次压缩，本方法及装置满足1.0×10-2Pa—1.0×104Pa负压下的气体取样。一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的装置所述装置或是两个真空密封阀门和一个焊接波纹管，这种结构为一级压缩，如果当焊接波纹管的压缩比10时，理论上可将被取样气体的压力提升10倍；或是三个真空密封阀门和两个焊接波纹管，这种结构为两级压缩，如果当焊接波纹管的压缩比10时，理论上可将被取样气体的压力提升10×10＝100倍；所述装置或是四个真空密封阀门和三个焊接波纹管，这种结构为三级压缩，如果当焊接波纹管的压缩比10时，理论上可将被取样气体的压力提升10×10×10＝1000倍，相应的提高了本装置的工作范围。并联多套装置组成组件时，会提升其工作效率，也能大大提升本组件的工作范围。本装置根据实际要求做出全自动控制，那会大大提升其工作效率，降低了工作强度。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。图1为本专利技术一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的装置的结构示意图；图2为本专利技术一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的装置组件的结构示意图。图中：1为真空腔室、2为取样接口、3为第一真空隔膜阀、4为第一焊接波纹管、5为第二真空隔膜阀、6为第二焊接波纹管、7为第三真空隔膜阀、8为气嘴。具体实施方式如图1所示，本专利技术一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的装置，包括真空腔室1、取样接口2、第一真空隔膜阀3、第一焊接波纹管4、第二真空隔膜阀5、第二焊接波纹管6、第三真空隔膜阀7和气嘴8，所述取样接口2的一端与真空腔室1连通，所述取样接口2的另一端通过第一真空隔膜阀3与第一焊接波纹管4的一端连通，所述第一焊接波纹管4的另一端通过第二真空隔膜阀5与第二焊接波纹管6的一端连通，所述第二焊接波纹管6的另一端通过第三真空隔膜阀7与气嘴8连通，所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的方法，其特征在于按以下步骤进行：第一步，制备一套密封且可变容积的装置，所述装置设置有N+1个真空密封阀门和N个焊接波纹管，且真空密封阀门和焊接波纹管间隔设置，所述装置的两端为真空密封阀门，所述焊接波纹管的压缩比大于或等于2；第二步，将所述装置与被取样的真空腔体密封连接，对所述装置整体抽真空，使所述装置的真空度小于或等于被取样的真空腔室内的真空度，抽完真空后，使所述装置保持密封状态；第三步，当第一步中N为1时，将所述装置与真空腔体的内部空间互通，并使焊接波纹管处于拉伸状态，待所述装置的真空度稳定后，关闭所述装置与真空腔体的内部连通；第四步，再压缩焊接波纹管，直到焊接波纹管的压力为正压即可。

【技术特征摘要】
1.一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的方法，其特征在于按以下步骤进行：第一步，制备一套密封且可变容积的装置，所述装置设置有N+1个真空密封阀门和N个焊接波纹管，且真空密封阀门和焊接波纹管间隔设置，所述装置的两端为真空密封阀门，所述焊接波纹管的压缩比大于或等于2；第二步，将所述装置与被取样的真空腔体密封连接，对所述装置整体抽真空，使所述装置的真空度小于或等于被取样的真空腔室内的真空度，抽完真空后，使所述装置保持密封状态；第三步，当第一步中N为1时，将所述装置与真空腔体的内部空间互通，并使焊接波纹管处于拉伸状态，待所述装置的真空度稳定后，关闭所述装置与真空腔体的内部连通；第四步，再压缩焊接波纹管，直到焊接波纹管的压力为正压即可。2.根据权利要求1所述的一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的方法，其特征在于在第四步中，当压缩焊接波纹管的长度为最短时，焊接波纹管的压力仍未负压时，需要在第三步中选择N为2，打开第一真空隔膜阀（3）和第二真空隔膜阀（5），将所述装置与真空腔体的内部空间互通，并使第一焊接波纹管（4）和第二焊接波纹管（6）处于拉伸状态，待所述装置的真空度稳定后，关闭第一真空隔膜阀（3）和第二真空隔膜阀（5），然后再压缩第一焊接波纹管（4），然后打开第二真空隔膜阀（5），使得第一焊接波纹管（4）和第二焊接波纹管（6）内压力再平衡；第五步，再关闭第二真空隔膜阀（5），打开第一真空隔膜阀（3），拉伸第一焊接波纹管（4），再关闭第一真空隔膜阀（3），然后再压缩第一焊接波纹管（4），再打开第二真空隔膜阀（5），直至第一焊接波纹管（4）和第二焊接波纹管（6）内压力稳定；第六步：多次重复第五步的动作，再压缩第二焊接波纹管（6）的长度，直到第二焊接波纹管（6）的压力为正压即可。3.根据权利要求1或2所述的一种对真空腔体气体进行取样并满足正压分析的方法，其特征在于当需要更多的正压样品气体时，N或为3，或为4，或为5，焊接波纹管的压缩比为5-10。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周社柱，侯炜强，杜海文，王锋，张桂芸，张瑾，
申请(专利权)人：山西中电科新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14