專利名稱：一種正壓漏孔漏率的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種正壓漏率漏率的測量方法，屬于精度測量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)"正壓漏孔校準(zhǔn)裝置的設(shè)計(jì)，《中國空間科學(xué)技術(shù)》第21巻、 2001年第1期、第57頁 64頁"，介紹了測量正壓漏孔漏率的一種方法， 稱為定容法。該方法是在已知容積U的定容室內(nèi)充入一個(gè)大氣壓的空氣， 把示漏氣體通過正壓漏孔引入到定容室中，引起定容室中的壓力變化并 采用電容薄膜真空計(jì)來測量，通過測量定容室中的壓力變化值A(chǔ)^和所用 時(shí)間A/，并考慮到溫度的修正^，正壓漏孔的漏率e可用f/，^計(jì)算。 該方法的測量下限是5X10—6/> ,3"，測量不確定度為9. 1%。
這種方法的不足之處就是測量下限不能到達(dá)5X10—'》。,Vs及以下， 且測量結(jié)果的不確定度大，測量時(shí)間長，主要原因?yàn)檫@種方法是通過 測量定容室的壓升來測量正壓漏孔的漏率，當(dāng)正壓漏孔的漏率小于5X 10—6&,3"時(shí)，需要用1小時(shí)或更長時(shí)間來累積壓力，而在這段時(shí)間內(nèi)， 由溫度變化產(chǎn)生的壓力波動(dòng)會(huì)對(duì)漏率測量結(jié)果產(chǎn)生較大影響；且定容室 壓力上升后，不能滿足正壓漏孔出口端為1個(gè)大氣壓的測量條件，會(huì)產(chǎn) 生測量不確定度分量
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種正壓漏孔漏率的測量方法，該方法利用活塞在變?nèi)菔?運(yùn)動(dòng)來改變變?nèi)菔胰莘e，使變?nèi)菔业膲毫υ跍y量開始和測量結(jié)束時(shí)保持 一致；通過測量變?nèi)菔业膲毫?、活塞橫截面積、活塞移動(dòng)距離和實(shí)驗(yàn)時(shí) 間，計(jì)算出正壓漏孔的漏率；變?nèi)菔业膲毫ψ兓€為鋸齒型；該方法 可以測量5X10—6&,3"及以下的漏率，且測量時(shí)間短，同時(shí)將測量不確 定度由以前的9. 1%，減小到小于5%。
一種正壓漏孔漏率的測量方法，其采用的正壓漏孔漏率測量裝置由 真空閥門1、 3、 5、 11，絕對(duì)式壓力計(jì)2，正壓漏孔4，活塞6，變?nèi)菔?， 差壓式壓力計(jì)8，變?nèi)菔抑黧w9，標(biāo)準(zhǔn)容器IO，真空泵12、氣瓶13組成。
正壓漏孔漏率測量裝置的連接關(guān)系為
氣瓶13通過真空閥門1與真空泵12和絕對(duì)式壓力計(jì)2連接，氣瓶 13通過真空閥門1、 3與變?nèi)菔抑黧w9連接，氣瓶13通過真空閥門1、 11與標(biāo)準(zhǔn)容器10連接，絕對(duì)式壓力計(jì)2通過真空閥門3與變?nèi)菔抑黧w9 連接，真空泵12通過真空閥門11與標(biāo)準(zhǔn)容器10連接，正壓漏孔4通過 真空閥門5與變?nèi)菔抑黧w9連接，活塞6與變?nèi)菔?動(dòng)密封連接，變?nèi)?室7與變?nèi)菔抑黧w9連接，差壓式壓力計(jì)8的兩端分別與變?nèi)菔抑黧w9 和標(biāo)準(zhǔn)容積10連接。
正壓漏孔漏率的測量方法為
(1) 將正壓漏孔4通過真空閥門5安裝在變?nèi)菔抑黧w9上，密封連接。
(2) 打開真空泵12，打開真空閥門3、 11，將變?nèi)菔?、標(biāo)準(zhǔn)容器10、以及各連接管道抽成真空狀態(tài)。
(3) 關(guān)閉真空泵12，打開真空閥門1，將氣瓶13里的氮?dú)獬淙胱?容室7、標(biāo)準(zhǔn)容器IO以及各處連接管道中，使得絕對(duì)式壓力計(jì)2的讀數(shù) 為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，記錄讀數(shù)為A。
(4) 關(guān)閉真空閥門ll、 3，記錄時(shí)間^，調(diào)整差壓式壓力計(jì)8的讀 數(shù)為0。
(5) 監(jiān)測差壓式壓力計(jì)8的讀數(shù)，當(dāng)其讀數(shù)與設(shè)定值p,的差值的 絕對(duì)值小于0.01Pa時(shí)，活塞6 (截面直徑為D)從變?nèi)菔?中退出，直 到差壓式壓力計(jì)8的讀數(shù)與設(shè)定值-p,的差值的絕對(duì)值小于0. 01Pa時(shí)， 活塞停止運(yùn)動(dòng)，記錄活塞的運(yùn)動(dòng)距離為/ 。
(6) 繼續(xù)監(jiān)測差壓式壓力計(jì)8的讀數(shù)，當(dāng)其讀數(shù)的絕對(duì)值小于 0.01Pa時(shí)，記錄時(shí)間為^。
(7) 正壓漏孔4的漏率2用G-P。^^計(jì)算得到。
(8) 用貝賽爾公式計(jì)算漏率測量不確定度，不確定度小于5%則滿 足測量要求，不確定度大于5%需要重新測量。
所述步驟(1)中變?nèi)菔业臏囟葹?3'C;
所述步驟(2)中變?nèi)菔页檎婵蘸笳婵斩刃∮?X10—'尸"；
所述步驟(3)中變?nèi)菔页淙氲牡獨(dú)鈮毫。的范圍為(100 101) M";
所述步驟(5)中^的取值為(1 10) Pa;所述步驟(5)中活塞的截面直徑D小于1.2mm;
所述步驟(7)中漏率e取w次(《26)測量的平均值。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是
(1) 測量結(jié)束時(shí)變?nèi)菔覊毫S持在初始的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀 態(tài)，提高了漏率測量的準(zhǔn)確性。
(2) 根據(jù)變?nèi)菔业奈⑿毫ψ兓{(diào)整活塞運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過測量 活塞的橫截面積和運(yùn)動(dòng)距離來測量流量，使測量下限可以達(dá)到5X
10—6&,3/5及以下，同時(shí)又具有較小的測量不確定度。
(3) 具有較短的測量時(shí)間，提高了工作效率。


圖1為本發(fā)明正壓漏孔漏率測量裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。 圖2為本發(fā)明正壓漏孔漏率測量方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明采用的正壓漏孔漏率的測量裝置由真空閥門1、 3、 5、 11，絕對(duì)式壓力計(jì)2，正壓漏孔4，活塞6，變?nèi)菔?，差壓式壓 力計(jì)8，變?nèi)菔抑黧w9，標(biāo)準(zhǔn)容器IO，真空泵12、氣瓶13組成。
具體步驟為
(1) 將正壓漏孔4通過真空閥門5安裝在變?nèi)菔抑黧w9上。
(2) 打開真空泵12，打開真空閥門3、 11，將變?nèi)菔?(容積9m/)、 標(biāo)準(zhǔn)容器10 (容積1.1Xl(Tm3)、以及各連接管道抽成真空狀態(tài)(真空 度為O. 06Pa)。(3) 關(guān)閉真空泵12，打開真空閥門1，將氣瓶13里的氮?dú)獬淙?變?nèi)菔?、標(biāo)準(zhǔn)容器IO以及各處連接管道中，使得絕對(duì)式壓力計(jì)2的讀 數(shù)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，記錄讀數(shù)為p。 (100361尸")。
(4) 關(guān)閉真空閥門ll、 3，記錄時(shí)間^ (14/7:23min:14s)，調(diào)整 差壓式壓力計(jì)8的讀數(shù)為0。
(5) 監(jiān)測差壓式壓力計(jì)8的讀數(shù)，當(dāng)其讀數(shù)(5.003Pa)與設(shè)定值A(chǔ) (5Pa)的差值的絕對(duì)值小于0. OlPa時(shí)，活塞6 (直徑D為1. 002X 10—;)
從變?nèi)菔?中退出，直到差壓式壓力計(jì)8的讀數(shù)(-5.008Pa)與設(shè)定值 -A (-5Pa)的差值的絕對(duì)值小于0. OlPa時(shí)，活塞停止運(yùn)動(dòng)，記錄活塞的 運(yùn)動(dòng)距離為/(1.214Xl(Tw)。
(6) 繼續(xù)監(jiān)測差壓式壓力計(jì)8的讀數(shù)，當(dāng)其讀數(shù)(0.009Pa)小于 0. OlPa時(shí)，記錄時(shí)間為,2 (14A :25min :2h)。
(7) 重復(fù)以上過程6次，正壓漏孔4的漏率2用2 = ^^^計(jì)
4(/2 -0
算得到，值為(7. 39X10—7p^m3〃)。
(8) 正壓漏孔4漏率2的測量不確定度為3. 7%。
權(quán)利要求
1、一種正壓漏孔漏率的測量方法，其特征在于包括下列步驟步驟1將正壓漏孔4通過真空閥門5安裝在變?nèi)菔抑黧w9上，要求不發(fā)生泄漏；步驟2打開真空泵12，打開真空閥門3、11，將變?nèi)菔?、標(biāo)準(zhǔn)容器10、以及各連接管道抽成真空狀態(tài)；步驟3關(guān)閉機(jī)械泵12，打開真空閥門1，將氣瓶13里的氮?dú)獬淙胱內(nèi)菔?、標(biāo)準(zhǔn)容器10以及各處連接管道中，使得絕對(duì)式壓力計(jì)2的讀數(shù)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，記錄讀數(shù)為p0；步驟4關(guān)閉真空閥門11、3，記錄時(shí)間t1，調(diào)整差壓式壓力計(jì)8的讀數(shù)為0；步驟5監(jiān)測差壓式壓力計(jì)8的讀數(shù)，當(dāng)其讀數(shù)與設(shè)定值p1的差值的絕對(duì)值小于0.01Pa時(shí)，活塞6(直徑為D)從變?nèi)菔?中退出，直到差壓式壓力計(jì)8的讀數(shù)與設(shè)定值-p1的差值的絕對(duì)值小于0.01Pa時(shí)，活塞停止運(yùn)動(dòng)，記錄活塞的運(yùn)動(dòng)距離為l；步驟6繼續(xù)監(jiān)測差壓式壓力計(jì)8的讀數(shù)，當(dāng)其讀數(shù)的絕對(duì)值小于0.01Pa時(shí)，記錄時(shí)間為t2；步驟7正壓漏孔4的漏率Q用計(jì)算得到；用貝賽爾公式計(jì)算漏率測量不確定度，不確定度小于5％則滿足測量要求，不確定度大于5％需要重新測量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正壓漏孔漏率的測量方法，其特征在于步 驟l中變?nèi)菔业臏囟葹?3°C。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正壓漏孔漏率的測量方法，其特征在于步驟2中變?nèi)菔页檎婵蘸笳婵斩刃∮? X 10—'i^ 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正壓漏孔漏率的測量方法，其特征在于步驟3中變?nèi)菔页淙氲牡獨(dú)鈮毫的范圍為100W^ 10"尸"
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正壓漏孔漏率的測量方法，其特征在于步驟5中Pl的取值為1 Pa 10Pa。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正壓漏孔漏率的測量方法，其特征在于步 驟5中活塞的直徑Z)小于1. 2WW 。
7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種正壓漏孔漏率的測量方法，其特征在于步驟7中漏率g取"次測量的平均值，w》6。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種正壓漏孔漏率的測量方法，屬于測量領(lǐng)域；其采用的正壓漏孔漏率測量裝置由真空閥門1、3、5、11，絕對(duì)式壓力計(jì)2，正壓漏孔4，活塞6，變?nèi)菔?，差壓式壓力計(jì)8，變?nèi)菔抑黧w9，標(biāo)準(zhǔn)容器10，真空泵12、氣瓶13組成；該方法利用活塞在變?nèi)菔疫\(yùn)動(dòng)來改變變?nèi)菔胰莘e，使變?nèi)菔业膲毫υ跍y量開始和測量結(jié)束時(shí)保持一致；通過測量變?nèi)菔业膲毫Α⒒钊麢M截面積、活塞移動(dòng)距離和實(shí)驗(yàn)時(shí)間，計(jì)算出正壓漏孔的漏率；變?nèi)菔业膲毫ψ兓€為鋸齒型；該方法可以測量5×10^-6Pa·m³/s及以下的漏率，且測量時(shí)間短，同時(shí)將測量不確定度由以前的9.1％，減小到小于5％，且具有較短的測量時(shí)間，提高了工作效率。
文檔編號(hào)G01M3/32GK101470044SQ20071030462
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者焱 馮, 盧耀文, 張滌新, 成永軍, 李得天, 李正海, 邱家穩(wěn) 申請(qǐng)人:中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一〇研究所