一种C4F7N质量流量转换系数测定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种C4F7N质量流量转换系数测定方法，包括以下步骤：步骤S1)对气缸内部和管路进行抽真空；步骤S2)在两个尺寸相同的气缸中分别充入C4F7N和N2；步骤S3)步进电机同时驱动两个气缸中的活塞，使C4F7N和N2在相同的压力下以相同的流量流动；步骤S4)采用出厂为N2标定的气体质量流量控制器记录两路流量示值；步骤S5)改变步进电机的转速，获得不同流量下的两路流量示值；步骤S6)采用最小二乘法对数据进行线性拟合；步骤S7)计算获得C4F7N标准质量流量转换系数。测量精度高，测量时间短，且实现自动计算质量流量转换系数，可直接获取C4F7N的质量流量转换系数。N的质量流量转换系数。N的质量流量转换系数。

【技术实现步骤摘要】
一种C4F7N质量流量转换系数测定装置及方法


[0001]本专利技术涉及化学
，具体涉及一种C4F7N质量流量转换系数测定装置及方法。

技术介绍

[0002]目前，混合气体的现场充气多采用基于质量流量混合法的气体混合灌充装置，先将气体加热至某一固定温度以消除气体相变(气化)、膨胀、流动、再压缩等因素影响，再通过气体质量流量控制器精确配比输出至缓冲罐，在缓冲罐混合均匀后采用压缩机加压灌充至目标气缸；在缓冲罐中装有混合比例实时监测装置，混合比例偏差较大时可启用混合灌充装置的补气程序以保证气体混合均匀并达到混合比例要求精度。上述基于质量流量混合法的气体混合灌充装置所用气体质量流量控制器出厂时一般用N2标定，用于其他气体时，需要通过气体质量流量转换系数进行换算。
[0003]C4F7N/CO2作为最具潜力的SF6替代气体之一，得到研究人员的广泛关注。C4F7N/CO2气体的温室效应GWP为360，较SF6下降98％，安全性与SF6相当，在国际上已有试运行的工程。但C4F7N/CO2混合气体运维处理、检测等技术的研究尚未成熟，限制了其推广使用。其中，C4F7N质量流量转换系数对C4F7N/CO2气体的运维、使用至关重要，而现有技术还不能直接获取C4F7N气体的质量流量转换系数。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要是为了解决现有技术还不能直接获取C4F7N气体质量流量转换系数的问题，提供了一种C4F7N质量流量转换系数测定装置及方法，测量精度高，测量时间短，且实现自动计算质量流量转换系数，可直接获取C4F7N的质量流量转换系数。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种C4F7N质量流量转换系数测定装置，包括双路推杆，所述双路推杆的左侧设有步进电机，双路推杆的右侧第一端连接有第一气路系统，所述第一气路系统包括从左往右依次设置的第一气缸、第一压力传感器、第一电磁阀和第一气体质量流量控制器，所述第一气缸与第一压力传感器之间还连接有第二电磁阀，所述第二电磁阀的进气端连接第一进气接口；双路推杆的右侧第二端连接有第二气路系统，所述第二气路系统包括从左往右依次设置的第二气缸、第二压力传感器、第三电磁阀和第二气体质量流量控制器，所述第二气缸与第二压力传感器之间还连接有第四电磁阀，所述第四电磁阀的进气端连接第二进气接口；所述第一气体质量流量控制器和第二气体质量流量控制器均与远程数据处理单元无线连接。使用时，先将气缸内部和管路进行抽真空，然后通过第一进气接口和第二电磁阀，往第一气缸内充入N2，同时，通过第二进气接口和第四电磁阀，往第二气缸内充入C4F7N；步进电机通过双路推杆驱动第一活塞在第一气缸中以固定速度匀速运动，第一气缸为圆柱形气缸，第一压力传感器检测N2气体压力，第一气体质量流量控制器检测N2气体流量为Q1，并将检测数据通过无线通讯模块传给远程数据处理单元，同时，步进电机通过双路推杆驱动第
二活塞在第二气缸中以固定速度匀速运动，第二气缸为圆柱形气缸，第二压力传感器检测C4F7N气体压力，第二气体质量流量控制器检测C4F7N气体流量为Q2，并将检测数据通过无线通讯模块传给远程数据处理单元；接着改变步进电机的转速，获得不同流量下的两路流量示值并传给数据处理单元，数据处理单元根据获得的数据，按照公式计算获得不同流量下的C4F7N质量流量转换系数K。本装置使用的气体质量流量控制器均用N2标定，压力传感器用于检测C4F7N和N2的压力，保证实验过程中C4F7N和N2的压力一致。本装置实现自动计算C4F7N气体的质量流量转换系数，测量精度高，测量时间短，为C4F7N/CO2混合气体相关产品的研发提供技术支撑。
[0007]作为优选，所述第一气缸一端设有第一活塞，所述双路推杆右侧第一端与所述第一活塞固定连接。双路推杆右侧第一端与第一活塞固定连接，步进电机通过双路推杆驱动第一活塞在第一气缸内匀速运动。
[0008]作为优选，所述第二气缸一端设有第二活塞，所述双路推杆右侧第二端与所述第二活塞固定连接。双路推杆右侧第二端与第二活塞固定连接，步进电机通过双路推杆驱动第二活塞在第二气缸内匀速运动。
[0009]作为优选，所述第一气缸、第一压力传感器、第一电磁阀、第一气体质量流量控制器、第二电磁阀、第一进气接口通过管路连接且连通。
[0010]作为优选，所述第二气缸、第二压力传感器、第三电磁阀、第二气体质量流量控制器、第四电磁阀、第二进气接口通过管路连接且连通。
[0011]作为优选，所述第一气体质量流量控制器的出气端连接气袋或尾气回收装置，确保后端气体压力为常压。
[0012]作为优选，所述第二气体质量流量控制器的出气端连接气袋或尾气回收装置，确保后端气体压力为常压。
[0013]一种C4F7N质量流量转换系数测定方法，采用上述的一种C4F7N质量流量转换系数测定装置，包括以下步骤：步骤S1)对气缸内部和管路进行抽真空；步骤S2)在两个尺寸相同的气缸中分别充入C4F7N和N2；步骤S3)步进电机同时驱动两个气缸中的活塞，使C4F7N和N2在相同的压力下以相同的流量流动；步骤S4)采用出厂为N2标定的气体质量流量控制器记录两路流量示值；步骤S5)改变步进电机的转速，获得不同流量下的两路流量示值；步骤S6)采用最小二乘法对数据进行线性拟合；步骤S7)计算获得C4F7N标准质量流量转换系数。具体地，打开第二电磁阀，第一进气接口连接抽真空装置对第一气缸内部及管路进行抽真空，然后关闭第二电磁阀；同样地，打开第四电磁阀，第二进气接口连接抽真空装置对第二气缸内部及管路进行抽真空，然后关闭第四电磁阀。第一进气接口连接N2钢瓶，调节减压阀，打开N2钢瓶阀门和第二电磁阀；同样地，第二进气接口连接C4F7N钢瓶，调节减压阀，打开C4F7N钢瓶阀门和第四电磁阀。接着步进电机通过双路推杆控制第一活塞和第二活塞停在设定位置，第一气缸内充入N2，第二气缸内充入C4F7N，然后关闭第二电磁阀和第四电磁阀。步进电机带动第一活塞和第二活塞往复移动直到第一压力传感器和第二压力传感器检测到相同压力值，分别打开第一电磁阀和第三电磁阀，控制步进电机带动双路推杆以固定速度匀速推动第一活塞和第二活塞，记录第一气体质量流量控制器的读数Q1和第二气体质量流量控制器的读数Q2。改变步进电机的转速，即控制步进电机带动双路推杆以不同速度匀速推动第一
活塞和第二活塞，记录两路气体质量流量控制器的读数。采用最小二乘法对数据进行线性拟合，获得拟合方程，根据拟合方程计算获得C4F7N标准质量流量转换系数；或将拟合方程输入气体质量流量控制器内置的处理器，使气体质量流量控制器能自动计算不同流量下C4F7N的标准质量流量转换系数并显示，实现直接获取C4F7N气体质量流量转换系数，为研制C4F7N/CO2混合气体检测仪器和处理设备提供技术支撑和基础数据。
[0014]作为优选，步骤S6中获得的拟合方程为：其中，x表示C4F7N气体流量，表示当前流量下C4F7N气体的标准质量流量转换系数。根据上述拟合方程计算获得C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种C4F7N质量流量转换系数测定装置，其特征在于，包括双路推杆，所述双路推杆的左侧设有步进电机，双路推杆的右侧第一端连接有第一气路系统，所述第一气路系统包括从左往右依次设置的第一气缸、第一压力传感器、第一电磁阀和第一气体质量流量控制器，所述第一气缸与第一压力传感器之间还连接有第二电磁阀，所述第二电磁阀的进气端连接第一进气接口；双路推杆的右侧第二端连接有第二气路系统，所述第二气路系统包括从左往右依次设置的第二气缸、第二压力传感器、第三电磁阀和第二气体质量流量控制器，所述第二气缸与第二压力传感器之间还连接有第四电磁阀，所述第四电磁阀的进气端连接第二进气接口；所述第一气体质量流量控制器和第二气体质量流量控制器均与远程数据处理单元无线连接。2.根据权利要求1所述的一种C4F7N质量流量转换系数测定装置，其特征在于，所述第一气缸一端设有第一活塞，所述双路推杆右侧第一端与所述第一活塞固定连接。3.根据权利要求1所述的一种C4F7N质量流量转换系数测定装置，其特征在于，所述第二气缸一端设有第二活塞，所述双路推杆右侧第二端与所述第二活塞固定连接。4.根据权利要求1或2所述的一种C4F7N质量流量转换系数测定装置，其特征在于，所述第一气缸、第一压力传感器、第一电磁阀、第一气体质量流量控制器、第二电磁阀、第一进气接口通过管路连接且连通。5.根据权利要求1或3所述的一种C4F7N质量流...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宏，陈勤，朱重希，江一睿，谢成，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司桐乡市供电公司，
类型：发明
国别省市：