一种基于动态称重法的微小气体流量标准装置及校准方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于动态称重法的微小气体流量标准装置及校准方法，所述微小气体流量标准装置包括温度控制室和设置在温度控制室内的真空室；所述真空室内设置有电子秤和放置在电子秤上的称量罐；所述称量罐经第一气体管路依次与第一截止阀和压力控制阀相连；所述温度控制室内设置有经第二气体管路依次与压力控制阀相连的第二截止阀

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态称重法的微小气体流量标准装置及校准方法


[0001]本专利技术涉及气体流量计量
，尤其涉及一种基于动态称重法的微小气体流量标准装置及校准方法
。

技术介绍

[0002]随着微型机械
/
机电系统的出现和发展，微流量控制系统在医药
、
分析仪器和分子生物学等新兴产业均有实际应用，例如药物研发，微流控技术通过在微型化的管道和反应器中进行药物反应，可以降低反应体系的体积和反应速度，同时提高反应产物的稳定性和纯度，实现药物研发的高效
、
节约和精准
。
微流控技术在细胞分析
、
基因分析
、
蛋白质分析
、
细胞组织培养中更是发挥着重要的作用
。
[0003]以热式质量流量计为代表的微小气体流量计广泛应用在环境
、
信息
、
交通
、
宇航
、
生物医药等各个方面，例如，它们可以用于监测工业生产中气体的流量，以确保工业过程的稳定性和效率；它们可以用于研究气体动力学
、
天气预报和环境监测；它们可以用于医疗设备中，如呼吸机和麻醉机，以监测氧气和其他气体的流量
。
微小气体流量计的量值溯源是一个重点关注的问题
。
[0004]CN112097869A
公开了一种互校验气体流量标准装置及互校验方法
。
其采用互校验的方式，实现对钟罩气体流量标准装置和音速喷嘴气体流量标准装置计量精度的在线互相核查，进而保证量值传递的准确程度
。
包括钟罩式气体流量标准装置
、
音速喷嘴气体流量标准装置
、
互校验流量仪表
、
数据采集控制单元及工控机；所述互校验流量仪表通过互校验管道分别与钟罩式气体流量标准装置及音速喷嘴气体流量标准装置相连；所述数据采集控制单元分别与钟罩式气体流量标准装置
、
音速喷嘴气体流量标准装置
、
互校验流量仪表及工控机相连；互校验流量仪表安装于检定管道
。
[0005]CN105928592A
公开了一种快速检定
pVTt
法气体流量标准装置与检定方法
。
包括标准容器
、
控制器
、
加热装置
、
制冷装置
、
电动风扇和真空泵；标准容器内部设有从前端到后端的横向风道，被检音速喷嘴经流量传感器连接到横向风道的前端，横向风道的后端设有电动风扇，标准容器连接有真空泵
、
加热装置和制冷装置，加热装置和制冷装置上端均伸入到横向风道中，流量传感器
、
加热装置
、
制冷装置
、
电动风扇和真空泵均连接到控制器；温度调节使得保持恒温，测得标准容器进气前
、
后平衡状态的参数，计算得到检测质量流量，将检测质量流量与理论质量流量进行比较，获得是否合格的检测结果
。
所述装置结构简单，价格低廉，测量精度高，重复性优于
0.06
％，测量效率高
。
[0006]CN108318110A
公开了一种微小气体流量计检定校准装置，包括不锈钢气路
、
数字式温度变送器
、
数字式压力变送器和质量流量控制器；其中，不锈钢气路内的介质气体由左向右流动，在不锈钢气路上由左向右依次连接有数字式温度变送器
、
数字式压力变送器和质量流量控制器；质量流量控制器的一端连接电压转换器，电压转换器连接到
220V
电源；质量流量控制器的另一端连接数模转换器，数模转换器连接计算机
。
建立了微小气体流量计校准方法并研制了校准装置，实现了微小气体流量计量器具的校准，经评价及验证证明可
满足国防计量量值传递要求，已应用于
AP1000
元件
、
重水堆元件制造过程中部分微小气体流量计的校准
。
[0007]但上述装置结构较复杂，而且装置的扩展不确定度较高
。

技术实现思路

[0008]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于动态称重法的微小气体流量标准装置及校准方法，通过设置温度控制室和真空室，并合理设置各装置部件的位置及连接关系，精确测量微小气体的流量，进而对待测流量计进行有效校准；整个微小气体流量标准装置结构简单，扩展不确定度较小，为微小气体流量计
、
气体小流量装置的量值溯源提供计量技术保障
。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种基于动态称重法的微小气体流量标准装置，所述微小气体流量标准装置包括温度控制室和设置在温度控制室内的真空室；
[0011]所述真空室内设置有电子秤和放置在电子秤上的称量罐；所述称量罐经第一气体管路依次与第一截止阀和压力控制阀相连；
[0012]所述温度控制室内设置有经第二气体管路依次与压力控制阀相连的第二截止阀
、
待测流量计和质量流量控制器；
[0013]所述温度控制室内设置有经第三气体管路依次与压力控制阀相连的第三截止阀和气体储存装置；
[0014]所述微小气体流量标准装置的流量测量范围是
(0.5
～
50)mL/min。
[0015]本专利技术所述的基于动态称重法的微小气体流量标准装置将各装置部件都设置在温度控制室内，避免了在测量微小气体流量时温度的变化导致装置的扩展不确定度提高；而且将电子秤和称量罐均设置在真空室内，减小温度和气压对称量罐浮力的影响
。
本专利技术所述微小气体流量标准装置结构简单，设计合理，通过称量罐直接称量微小气体的质量，无需采用额外的装置进行转换，来测量其他物质的质量，这样减少了物质转换中出现的质量误差，整个微小气体流量标准装置的扩展不确定度较小，应用范围广阔
。
[0016]本专利技术所述的微小气体流量标准装置的流量测量范围是
(0.5
～
50)mL/min
，例如可以是
0.5mL/min、0.8mL/min、1mL/min、5mL/min、10mL/min、30mL/min
或
50mL/min
等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用
。
[0017]本专利技术所述的真空室是不锈钢材质的，真空室是长方体结构，设置有门，门上有两个圆形的透明可视窗口，可以观察到真空室内的情况，也可以在不打门的情况下，打开窗口，伸手进去操作
。
[0018]本专利技术中的真空室放置在温度控制室内一个单独的底座上，与控制室地面分离，减少振动给电子秤测量带来影响
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于动态称重法的微小气体流量标准装置，其特征在于，所述微小气体流量标准装置包括温度控制室和设置在温度控制室内的真空室；所述真空室内设置有电子秤和放置在电子秤上的称量罐；所述称量罐经第一气体管路依次与第一截止阀和压力控制阀相连；所述温度控制室内设置有经第二气体管路依次与压力控制阀相连的第二截止阀
、
待测流量计和质量流量控制器；所述温度控制室内设置有经第三气体管路依次与压力控制阀相连的第三截止阀和气体储存装置；所述微小气体流量标准装置的流量测量范围是
(0.5
～
50)mL/min。2.
根据权利要求1所述的微小气体流量标准装置，其特征在于，所述电子秤的分辨率在
1mg
以下
。3.
根据权利要求1或2所述的微小气体流量标准装置，其特征在于，所述温度控制室外还设置有真空泵；优选地，所述真空室内设置有第一温度测量装置和第一压力测量装置；优选地，所述第一温度测量装置和第一压力测量装置均与计算机相连
。4.
根据权利要求1～3任一项所述的微小气体流量标准装置，其特征在于，所述第二截止阀和待测流量计之间还设置有第二温度测量装置和第二压力测量装置；优选地，所述第二温度测量装置和第二压力测量装置均与计算机相连；优选地，所述质量流量控制器还与第四截止阀相连
。5.
根据权利要求1～4任一项所述的微小气体流量标准装置，其特征在于，所述第三截止阀和气体储存装置均设置在温度控制室内
。6.
根据权利要求1～5任一项所述的微小气体流量标准装置，其特征在于，所述压力控制阀经力反馈控制信号传输线路与第二压力测量装置相连
。7.
根据权利要求1～6任一项所述的微小气体流量标准装置，其特征在于，所述待测流量计
、
质量流量控制器
、
压力控制阀和电子秤均与计算机相连；优选地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱碧玉，宋进，陈超，刘夷平，李海洋，李雪菁，范晨，马力，沈琼，吴锦川，
申请(专利权)人：上海市计量测试技术研究院中国上海测试中心，
类型：发明
国别省市：