專利名稱:一種測量真空容器容積比的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種測量真空容器容積比的裝置及方法,屬于測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
在靜態(tài)膨脹系統(tǒng)中,確定容器容積比的一個(gè)基本方法是稱重法,即稱量容器裝滿 液體(通常為蒸餾水)前后的重量來計(jì)算絕對(duì)容積,之后計(jì)算出容積之比。這種方法由于液 體中的氣泡及閥門死空間的影響,使容積的測量難以準(zhǔn)確。對(duì)小容積來說,這種現(xiàn)象尤為嚴(yán) 重。因此,一旦設(shè)備裝配好后,要用此方法確定在安裝閥門過程中出現(xiàn)的容積變化就很不方 便。稱重法測量容積比的隨機(jī)性大,相對(duì)測量不確定度難以估計(jì)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種測量真空容器容積比的裝置及方法,所述裝置結(jié)構(gòu)簡 單,在測量過程中引入了溫度修正,降低了測量不確定度;所述方法簡單,測量成本低,測量 不確定小。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種測量真空容器容積比的裝置,所述裝置包括氣瓶、第一真空閥門、穩(wěn)壓室、第 二真空閥門、未知容積的小容器、第一溫度計(jì)組、第三真空閥門、未知容積的大容器、第二溫 度計(jì)組、真空計(jì)、第四真空閥門和抽氣系統(tǒng);
其中,氣瓶、第一真空閥門、穩(wěn)壓室、第二真空閥門、未知容積的小容器、第三真空 閥門、未知容積的大容器、真空計(jì)依次相連;抽氣系統(tǒng)通過第四真空閥門與未知容積的小 容器相連;未知容積的小容器內(nèi)裝有第一溫度計(jì)組,未知容積的大容器內(nèi)裝有第二溫度計(jì) 組;
所述抽氣系統(tǒng)采用機(jī)械泵和分子泵,分子泵為主泵,前級(jí)泵為機(jī)械泵。
本發(fā)明所述的一種測量真空容器容積比的裝置的測量方法,所述測量真空容器容 積比的裝置初始時(shí)所有閥門均處于關(guān)閉狀態(tài),步驟如下
(I)啟動(dòng)抽氣系統(tǒng),抽氣系統(tǒng)正常運(yùn)行后,打開第三真空閥門和第四真空閥門,對(duì) 未知容積的小容器和未知容積的大容器抽氣,使真空度達(dá)到KT4Pa量級(jí);
(2)關(guān)閉第四真空閥門和抽氣系統(tǒng),打開第一真空閥門,通過氣瓶給穩(wěn)壓室進(jìn)氣;
(3)關(guān)閉第一真空閥門,打開第二真空閥門給未知容積的小容器和未知容積的 大容器充入氣體,未知容積的大容器中的壓力接近真空計(jì)的測量上限后,關(guān)閉第二真空閥 門;
(4)關(guān)閉第三真空閥門,啟動(dòng)抽氣系統(tǒng),打開第四真空閥門對(duì)未知容積的小容器抽 氣,使真空度達(dá)到10_4Pa量級(jí);
(5)關(guān)閉第四真空閥門;
(6)記錄下真空計(jì)和第二溫度計(jì)組的測量值Ptl和Ttl,打開第三真空閥門,未知容積 的大容器中的氣體進(jìn)入未知容積的小容器中,記為氣體第一次膨脹,達(dá)到熱平衡后記錄下真空計(jì)的測量值,記為Ptlf,,同時(shí),根據(jù)第一溫度計(jì)組和第二溫度計(jì)組中的測量值分別計(jì)算出溫度平均值,第一溫度計(jì)組的溫度平均值記為tM,第二溫度計(jì)組的溫度平均值記為Ttlf ;
(7)氣體第一次膨脹并達(dá)到熱平衡后,未知容積的大容器和未知容積的小容器內(nèi)氣體加權(quán)平均溫度『(^為
權(quán)利要求
1.一種測量真空容器容積比的裝置,其特征在于所述裝置包括氣瓶(I)、第一真空閥門(2)、穩(wěn)壓室(3)、第二真空閥門(4)、未知容積的小容器(5)、第一溫度計(jì)組(6)、第三真空閥門(7)、未知容積的大容器(8)、第二溫度計(jì)組(9)、真空計(jì)(10)、第四真空閥門(11)和抽氣系統(tǒng)(12);其中,氣瓶(I)、第一真空閥門(2)、穩(wěn)壓室(3)、第二真空閥門(4)、未知容積的小容器 (5)、第三真空閥門(7)、未知容積的大容器(8)、真空計(jì)(10)依次相連;抽氣系統(tǒng)(12)通過第四真空閥門(11)與未知容積的小容器(5)相連;未知容積的小容器(5)內(nèi)裝有第一溫度計(jì)組(6),未知容積的大容器(8)內(nèi)裝有第二溫度計(jì)組(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量真空容器容積比的裝置,其特征在于所述抽氣系統(tǒng)(12)采用機(jī)械泵和分子泵,分子泵為主泵,前級(jí)泵為機(jī)械泵。
3.一種采用權(quán)利要求1所述的測量真空容器容積比的裝置的測量方法,其特征在于 所述測量真空容器容積比的裝置初始時(shí)所有閥門均處于關(guān)閉狀態(tài),所述方法步驟如下(1)啟動(dòng)抽氣系統(tǒng)(12),抽氣系統(tǒng)(12)正常運(yùn)行后,打開第三真空閥門(7)和第四真空閥門(11),對(duì)未知容積的小容器(5)和未知容積的大容器(8)抽氣,使真空度達(dá)到KT4Pa量級(jí);(2)關(guān)閉第四真空閥門(11)和抽氣系統(tǒng)(12),打開第一真空閥門(2),通過氣瓶(I)給穩(wěn)壓室(3)進(jìn)氣;(3)關(guān)閉第一真空閥門(2),打開第二真空閥門(4)給未知容積的小容器(5)和未知容積的大容器(8)充入氣體,未知容積的大容器(8)中的壓力接近真空計(jì)(10)的測量上限后, 關(guān)閉第二真空閥門(4);(4)關(guān)閉第三真空閥門(7),啟動(dòng)抽氣系統(tǒng)(12),打開第四真空閥門(11)對(duì)未知容積的小容器(5)抽氣,使真空度達(dá)到10_4Pa量級(jí);(5)關(guān)閉第四真空閥門(11);(6)記錄下真空計(jì)(10)和第二溫度計(jì)組(9)的測量值P。和T。,打開第三真空閥門(7), 未知容積的大容器(8)中的氣體進(jìn)入未知容積的小容器(5)中,記為氣體第一次膨脹,達(dá)到熱平衡后記錄下真空計(jì)(10)的測量值,記為ρΜ',同時(shí),根據(jù)第一溫度計(jì)組(6)和第二溫度計(jì)組(9)中的測量值分別計(jì)算出溫度平均值,第一溫度計(jì)組(6)的溫度平均值記為tM,第二溫度計(jì)組(9)的溫度平均值記為Ttlf ;(7)氣體第一次膨脹并達(dá)到熱平衡后,未知容積的大容器(8)和未知容積的小容器(5)內(nèi)氣體加權(quán)平均溫度T7Of為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量真空容器容積比的裝置及方法,屬于測量技術(shù)領(lǐng)域。所述裝置包括氣瓶、第一真空閥門、穩(wěn)壓室、第二真空閥門、未知容積的小容器、第一溫度計(jì)組、第三真空閥門、未知容積的大容器、第二溫度計(jì)組、真空計(jì)、第四真空閥門和抽氣系統(tǒng)。所述裝置結(jié)構(gòu)簡單,在測量過程中引入了溫度修正,降低了測量不確定度;所述方法簡單,測量成本低,測量不確定小。
文檔編號(hào)G01F17/00GK103017850SQ20121049166
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者魏萬印, 馮焱, 孫雯君, 張滌新 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