The invention discloses a mass flow measurement device and method of fixed conductive element based on dynamic differential pressure attenuation, which makes the mass flow measurement of AAO fixed conductive element accurate, efficient and simple. The device comprises an inflatable device, a first valve, a container A, a first thermometer, a differential pressure transmitter, a second valve, a third valve, an AAO fixed conductive element, a second thermometer, a container B, a fourth valve, and a vacuum pump group. When the experimental gas flows through the AAO fixed conductive element driven by a differential pressure, the dynamic differential pressure between the inlet and outlet of the AAO fixed conductive element decays with time according to the dynamic differential pressure of the AAO fixed conductive element. The exponential function is fitted and the instantaneous mass flow rate of the gas flow through a fixed conductive element is calculated.
【技术实现步骤摘要】
一种基于动态差压衰减的固定流导元件质量流量测量装置及方法
本专利技术涉及一种基于动态差压衰减的固定流导元件质量流量测量装置及方法,属于测量
技术介绍
近年来,随着微电子微机械系统(MEMS)的发展,微流体技术得到了广泛的关注,人们进行了许多理论和实验研究,了解与流动有关的物理现象。其中,稀薄气体质量流量的测量一直是研究的热门话题。目前常用的测量技术有三种,分别为液滴法、恒压法和定容法。液滴法为直接测量技术,是通过低功率显微镜或光电传感器测定液滴在校准管中移动的速度来得到质量流量的变化;恒压法和恒容法为间接测量技术,恒压法的缺点是活塞在较低的质量流量下运动缓慢,难以精确控制;恒容法只能测量各种准平稳状态的质量流量。本专利技术介绍了一种利用动态差压衰减来测量阳极多孔氧化铝(AAO)固定流导元件的质量流量的新技术,使固定流导元件质量流量的测量具有准确、高效和简便的特点。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于动态差压衰减的固定流导元件质量流量测量装置及方法,以达到精确测量固定流导元件瞬态质量流量的目的。为了实现上述目的,本专利技术采取了以下技术方案:本专利技术基于动态差压衰减的固定流导元件质量流量测量装置及方法,其特点在于一种基于动态差压衰减的固定流导元件质量流量测量装置包括:充气装置、第一阀门、容器A、第一温度计、差压变送器、第二阀门、第三阀门、AAO固定流导元件、第二温度计、容器B、第四阀门、真空泵组。容器A通过第一阀门与充气装置相连,容器A上安装有第一温度计,容器A与容器B通过第二阀门相连,AAO固定流导元件的高压端与第三阀门相连,AAO固定流导元件的 ...
【技术保护点】
1.一种基于动态差压衰减的固定流导元件质量流量测量装置及方法,其特征在于:包括充气装置(1)、第一阀门(2)、容器A(3)、第一温度计(4)、差压变送器(5)、第二阀门(6)、第三阀门(7)、AAO固定流导元件(8)、第二温度计(9)、容器B(10)、第四阀门(11)、真空泵组(12);容器A(3)通过第一阀门(2)与充气装置(1)相连,容器A上安装有第一温度计(4),容器A(3)与容器B(10)通过第二阀门(6)相连,AAO固定流导元件(8)的高压端与第三阀门(7)相连,AAO固定流导元件(7)的低压端与容器B(10)相连,容器B(10)上安装有第二温度计(9),容器B(10)通过第四阀门(11)与真空泵组(12)相连,差压变送器(5)高压端与容器A(3)相连,低压端与容器B(10)相连。
【技术特征摘要】
1.一种基于动态差压衰减的固定流导元件质量流量测量装置及方法,其特征在于:包括充气装置(1)、第一阀门(2)、容器A(3)、第一温度计(4)、差压变送器(5)、第二阀门(6)、第三阀门(7)、AAO固定流导元件(8)、第二温度计(9)、容器B(10)、第四阀门(11)、真空泵组(12);容器A(3)通过第一阀门(2)与充气装置(1)相连,容器A上安装有第一温度计(4),容器A(3)与容器B(10)通过第二阀门(6)相连,AAO固定流导元件(8)的高压端与第三阀门(7)相连,AAO固定流导元件(7)的低压端与容器B(10)相连,容器B(10)上安装有第二温度计(9),容器B(10)通过第四阀门(11)与真空泵组(12)相连,差压变送器(5)高压端与容器A(3)相连,低压端与容器B(10)相连。2.根据权利要求1所述的一种基于动态差压衰减的固定流导元件质量流量测量装置及方法,其特征在于:容器A(3)和容器B(10)材质均为不锈钢,利用气体膨胀法测得容器A(3)和周边管道、阀门的高压端体积为V1=1.34×10-2m3,容器B(10)和周边管道、阀门的低压端体积为V2=7.1×10-4m3。3.根据权利要求1所述的一种基于动态差压衰减的固定流导元件质量流量测量装置及方法,其特征在于:所述的差压变送器(5)测量AAO固定流导元件(8)两端的动态差压变化,根据推导出的理论公式,采用最小二乘法函数拟合和微分的方法,计算出气体流经AAO固定流导元件(8)的瞬态质量流量。4.根据权利要求1所述的一种基于动态差压衰减的固定流导元件质量流量测量装置及方法,其特征在于:所述的AAO固定流导元件(8)的AAO材料型号为上海上木科技有限公司生产的AAO-DP-25,孔径为13mm,分别使用氮气、氦气、氩气作为实验气体流经AAO固定流导元件(8)时,始终处于分子流状态,其流导从真空到大气压条件下保持恒定。5.根据权利要求1所述的一种基于动态差压衰减的固定流导元件质量流量测量装置及方法,其特征具体步骤如下:一、关闭第一阀门,打开第二阀门、第三阀门和第四阀门,使用真空泵组将系统抽真空至1×10-3Pa以下,随后打开第一阀门,关闭第四阀门,将实验气体引入容器A和容器...
【专利技术属性】
技术研发人员:王旭迪,齐嘉东,孟冬辉,孙伟,孙立臣,
申请(专利权)人:合肥工业大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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