小漏率正压漏孔校准装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种小漏率正压漏孔校准装置，设置一校准室和与校准室同等材质的参考室，二者由差压薄膜规和截止阀隔开；参考室的管路上设置一可排气的放空阀，校准室的管路上设置一测试阀，校准室通过测试阀与漏孔连通；在校准室设置一活塞，活塞由气动控制装置控制，采用容栅尺测量活塞行程，活塞、气动控制装置、容栅尺构成容栅尺活塞测量系统；密闭空间上设有半导体制冷模块，使密闭空间成为恒温箱。本实用新型专利技术将密闭空间设置为恒温箱，避免温度变化对于检测结果的影响，提高了检测的精确程度；通过设置截止阀、测试阀、放空阀、机械泵等结构，可以快速的排空参考室内部气体，可以迅速实现缩短上一个漏孔与下一个漏孔之间检测的时间间隔。

【技术实现步骤摘要】
小漏率正压漏孔校准装置
本技术涉及一种小漏率正压漏孔校准装置，属于真空计量

技术介绍
正压漏孔是正压检漏时的漏率标准，其漏率准确度直接关系到检漏仪的检漏灵敏度和检漏的有效性。因此，正压漏孔的校准至关重要。现有技术相关正压漏孔校准装置工作原理分为恒压法和定容法。在温度恒定的条件下，用压力P和容积V的乘积PV表示气体量，这时漏孔漏率Q就是PV对时间t的全微分，即：如果容积保持不变，则为定容法；如果压力保持不变，则为恒压法。恒压法适用于漏率大于1×10-6Pa﹒m3/s的正压漏孔的校准，否则移动活塞造成的压力波动影响太大，因此小于1×10-6Pa﹒m3/s的漏率校准采用定容法。现有技术中的定容法存在以下不足：1、传统的定容法是被校漏孔与校准室相连接，随着被校漏孔漏入气体，差压薄膜规示值会发生变化，假设校准室体积不变，计算差压薄膜规压力示值随时间的变化率就可以得到被校漏孔漏率。但是差压薄膜规是依据薄膜的弹性变形原理来测量压力的，在薄膜规显示校准室压力变化的同时，自身膜片会发生变形，导致校准室和参考室的体积都发生变化。所以不能直接假设体积不变来计算漏率，需考虑膜片的变形量。2、由于正压漏孔内部压力在1×105Pa以上，气体分子多，压力受温度影响大。因此，校准温度变化导致正压漏孔出口端压力变化而引起的虚漏量是影响测量下限及精度的主要问题。虽然在校准工作中，可以采用先测量虚漏量然后再扣除的办法来提高测量下限，但温度变化仍是影响测量下限和精度的重要因素。3、正压标准漏孔内部气体多种多样，不同的气体混在一起极有可能发生反应，传统的正压漏孔校准装置检测完一个漏孔，继续检测另一个不同气体的漏孔时，至少要等待4小时，待气体稳定后才能开始测量，效率较低。
技术实现思路
本技术的目的是：使小漏率正压漏孔量值可以进行有效溯源，使得测量结果更加准确。本技术采取以下技术方案：一种小漏率正压漏孔校准装置，设置一校准室和与校准室同等材质的参考室，二者由差压薄膜规和截止阀隔开；所述参考室的管路上设置一可排气的放空阀6，所述校准室的管路上设置一测试阀14，校准室通过所述测试阀14与漏孔连通；在校准室设置一活塞10，活塞10由气动控制装置16控制，采用容栅尺9测量活塞行程，所述活塞10、气动控制装置16、容栅尺9构成容栅尺活塞测量系统；所述密闭空间上设有半导体制冷模块4，使密闭空间成为恒温箱5。优选的，还包括半导体制冷恒温控制系统，所述半导体制冷恒温控制系统包括依次相连的电源模块、所述半导体制冷模块、温度检测模块，控制模块同时连接电源模块的输入端及温度检测模块的输出端。优选的，所述校准室与参考室均设置于一密闭空间内，对所述密闭空间实施温控。进一步的，采用PID控制系统2对半导体制冷恒温控制系统实施温控。优选的，漏孔设置于一空间内，空间内设置一三维移动工作台，漏孔设置于该三维移动工作台上，便于漏孔与校准室密封连接，检测时，用隔离盖使漏孔、漏孔与校准装置的连接部分与空气隔离。优选的，在参考室管道上设置一放空阀6，所述放空阀6通过管路与外接的机械泵连接；当下一个漏孔与上一个漏孔的气体不同时，则在上一个漏孔检测结束后，关闭测试阀14，打开截止阀7和放空阀6，开启机械泵，快速排空校准室和参考室内部气体。优选的，还包括数据采集与控制系统，所述数据采集与控制系统与所述PID控制系统2、差压薄膜规8、三维移动工作台信号连接。本技术的有益效果在于：1)将密闭空间设置为恒温箱，采用半导体制冷模块以及PID控制系统进行控温，避免温度变化对于检测结果的影响，提高了检测的精确程度。2)通过设置截止阀、测试阀、放空阀、机械泵等结构，可以快速的排空参考室内部气体，可以迅速实现缩短上一个漏孔与下一个漏孔之间检测的时间间隔，提高了检测的效率。3)设置了一三维移动工作台，漏孔设置于该三维移动工作台上，便于漏孔与校准室密封连接，检测时，用隔离盖使漏孔、漏孔与校准装置的连接部分与空气隔离，方便漏孔的安装与测试前的衔接工作。附图说明图1是本技术小漏率正压漏孔校准装置的主视图。图2是本技术小漏率正压漏孔校准装置的立体图。图3是容栅尺活塞测量系统的立体图。图4是半导体制冷原理图。图5是半导体制冷恒温控制系统的结构图。图6是半导体制冷模块安装示意图。图7是被校漏孔的安装示意图。图8是采用机械泵提高连续检测不同气体正压漏孔漏率效率的方法示意图。图中，1.薄膜规显示仪表，2.PID控制系统，4.半导体制冷模块，5.恒温箱，6.放空阀，7.截止阀，8.差压薄膜规，9.容栅尺，10.活塞，11.温度探头，12.三维移动工作台，13.隔离盖，14.测试阀，16.气动控制装置。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进一步说明。参见图1-2，图1-2为自行研制的正压漏孔校准装置的示意图。主要由容栅尺和活塞组成的体积测量系统、半导体制冷模块和PID控制组成的恒温系统、差压薄膜规、三个高精密气动面密封阀及真空管道构成。其中，差压薄膜规、测试阀与截止阀之间的管道组成校准室，差压薄膜规、放空阀与截止阀之间的管道组成参考室。传统的正压漏孔校准方法是被校漏孔与校准室相连接，随着被校漏孔漏入气体，差压薄膜规示值会发生变化，假设校准室体积不变，计算差压薄膜规压力示值随时间的变化率就可以得到被校漏孔漏率。但是差压薄膜规是依据薄膜的弹性变形原理来测量压力的，在薄膜规显示校准室压力变化的同时，自身膜片会发生变形，导致校准室和参考室的体积都发生变化，所以不能直接假设体积不变来计算漏率。申请人通过理论推导计算发现漏入气体量和压力值大致呈线性关系。根据理想气体状态方程在恒温条件下有：根据上式得到：在ΔP小于1kPa时,Px/P0和Pr/P0近似等于1，则其中，P0-大气压力，Pr-参考室的压力，Px-校准室的压力，Vr-参考室的体积，Vx-校准室的体积，△V-校准室的体积变化量，Q-被校漏孔的漏率，t-时间，P-差压薄膜规示值。根据差压薄膜规工作原理，ΔV正比于P，则有Q·t正比于P，可以得到：其中：k为体积系数。根据上式推导，可在校准室连接一活塞，通过先测量推进活塞引起的压差等效于漏孔流入的气体量，计算出体积系数k，再测量由被检漏孔流入校准室引起的压力P随时间t的变化率，从而得出被检漏孔的漏率。k＝P0·x·A/(P2-P1)其中：A为活塞截面积；x为活塞移动距离；P1、P2为活塞移动前后薄膜计示值。同时，被校漏孔接入校准室时也会引入部分体积，虽然被校漏孔引入的体积量通常很小，但是直接限制了装置的测量下限和不确定度。而被校正压漏孔形状各异，引入的体积也大不相同，这就导致不同被校漏孔的体积系数是不一样的，所以实现连续测量活塞推进体积，每次校准时都能计算不同漏孔的体积系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小漏率正压漏孔校准装置，其特征在于:/n设置一校准室和与校准室同等材质的参考室，二者由差压薄膜规和截止阀隔开；/n所述参考室的管路上设置一可排气的放空阀(6)，所述校准室的管路上设置一测试阀(14)，校准室通过所述测试阀(14)与漏孔连通；/n在校准室设置一活塞(10)，活塞(10)由气动控制装置(16)控制，采用容栅尺(9)测量活塞行程，所述活塞(10)、气动控制装置(16)、容栅尺(9)构成容栅尺活塞测量系统；/n密闭空间上设有半导体制冷模块(4)，使密闭空间成为恒温箱(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种小漏率正压漏孔校准装置，其特征在于:
设置一校准室和与校准室同等材质的参考室，二者由差压薄膜规和截止阀隔开；
所述参考室的管路上设置一可排气的放空阀(6)，所述校准室的管路上设置一测试阀(14)，校准室通过所述测试阀(14)与漏孔连通；
在校准室设置一活塞(10)，活塞(10)由气动控制装置(16)控制，采用容栅尺(9)测量活塞行程，所述活塞(10)、气动控制装置(16)、容栅尺(9)构成容栅尺活塞测量系统；
密闭空间上设有半导体制冷模块(4)，使密闭空间成为恒温箱(5)。


2.如权利要求1所述的小漏率正压漏孔校准装置，其特征在于:还包括半导体制冷恒温控制系统，所述半导体制冷恒温控制系统包括依次相连的电源模块、所述半导体制冷模块、温度检测模块，控制模块同时连接电源模块的输入端及温...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贝贝，许红，张忠立，王灿，张斯宏，金愿，
申请(专利权)人：上海市计量测试技术研究院，
类型：新型
国别省市：上海;31