体的实际充气量
其中P2为第二气体的理论分压。
[0059] 5)收尾工作:依次打开大气接口 7，第一流量计控制电磁阀14，使腔体与大气连通， 然后关闭大气接口 7,打开真空栗开关电磁阀6,打开真空栗5,将腔体和管路抽真空。然后关 闭真空栗开关电磁阀6，关闭真空栗5，打开大气接口 7，至此标定过程完成，即可开始配气实 验。
[0060] 对用户而言，配气的方法极为简便，只需在上位机上将所需配制气体的配比和最 终想要达到的气压值输入控制软件，然后在软件中点击"开始配气"按钮，即可全自动完成 配气过程。整个系统配气过程的步骤如下：
[0061] 1)控制软件根据用户输入的信息和标定过程中得到的体积值计算两种气体理论 上应充入的量，然后自动生成相应的流量计充气程序。
[0062] 2)打开第一流量计控制电磁阀14、第二流量计控制电磁阀24、实验腔体开关电磁 阀4和真空栗开关电磁阀6,开启真空栗5,将实验腔体和与其连通的气路抽真空。
[0063] 3)关闭真空栗开关电磁阀6,关闭真空栗5,执行第一质量流量计12充气程序，向腔 体和管路充入第一气体。
[0064] 4)关闭第一流量计控制电磁阀14,执行第二质量流量计22充气程序，向腔体和管 路充入第二气体。
[0065] 5)关闭实验腔体开关电磁阀4,配气过程完成。
[0066] 6)若想对配气的准确度进行实测检验，可通过扩展接口 8的气体分析仪10对所配 制的气体进行分析。
【主权项】
1. 一种定容预混气体实验用全自动配气系统，其特征在于，包括多个进气单元，实验腔 体，实验腔体开关电磁阀，真空栗，真空栗开关电磁阀，主气路，扩展接口和上位机； 所述主气路分别与多个进气单元，实验腔体开关电磁阀，真空栗开关电磁阀，扩展接口 和大气接口连接； 所述实验腔体开关电磁阀通过气路与实验腔体相连； 所述真空栗开关电磁阀通过气路与真空栗相连； 所述上位机通过控制线分别与进气单元，实验腔体开关电磁阀，真空栗和真空栗开关 电磁阀相连； 每个进气单元包括气源接口、质量流量计、气压表和流量计控制电磁阀，并通过进气通 道依次连接。2. 根据权利要求1所述一种定容预混气体实验用全自动配气系统，其特征在于，所述上 位机中设有控制系统。3. 根据权利要求1所述一种定容预混气体实验用全自动配气系统，其特征在于，所述进 气单元的个数为2-4个。4. 根据权利要求1所述一种定容预混气体实验用全自动配气系统，其特征在于，所述的 质量流量计具有记录累积流量的功能。5. 根据权利要求1所述一种定容预混气体实验用全自动配气系统，其特征在于，所述大 气接口和环境空气相连通，所述扩展接口保持封闭状态或与其他设备连接。6. -种利用权利要求1所述的定容预混气体实验用全自动配气系统进行配气的方法， 其特征在于，包括如下步骤： 步骤一:将第一气体源与第一进气单元（1)中的第一气源接口（11)连接，将第二气体源 与第二进气单元(2)中的第二气源接口（21)连接； 步骤二:对配气系统进行抽真空处理； 步骤三：利用第一质量流量计（12)和第一气压表（13)标定充入第一气体时实验腔体 (3)和气路的总体积￥1+￥2; 步骤四：利用第一质量流量计（12)和第一气压表(13)标定固有体积V2; 步骤五：用第二质量流量计(22)和第二气压表(23)标定充入第二气体时实验腔体(3) 和气路的总体积； 步骤六:依次打开大气接口（7)，第一流量计控制电磁阀（14)，使腔体与大气连通，然后 关闭大气接口（7)，打开真空栗开关电磁阀(6)，打开真空栗(5)，将腔体和管路抽真空;然后 关闭真空栗开关电磁阀(6)，关闭真空栗(5)，打开大气接口（7)，至此标定过程完成。 步骤七:确定配气过程中第一气体的实际充气量Vi'和第二气体的实际充气量V2' ；其中，第一气体的实际充气量 第二气体的实际充气量 ! 其中，Pi为第一气体的理论分压，p2为第二气体的理论分压，Vi表示实验腔体(3)的体积，a为 第一气体通过第一质量流量计（12)记录的体积累加量和第一气压表（13)记录的气压变化 值的比值，b为第二气体通过第二质量流量计(22)记录的累积流量和第二气压表(23)记录 的气压变化值的比值。 步骤八:打开第一流量计控制电磁阀（14)、第二流量计控制电磁阀（24)、实验腔体开关 电磁阀（4)和真空栗开关电磁阀（6)，开启真空栗（5)，将实验腔体和与其连通的气路抽真 空。 步骤九:关闭真空栗开关电磁阀（6)，关闭真空栗(5)，通过第一质量流量计（12)向腔体 和管路充入第一气体，实际充气量的预定值设为Vi'。 步骤十:关闭第一流量计控制电磁阀（14)，通过第二质量流量计（22)向腔体和管路充 入第二气体，实际充气量的预定值设为V2'。 步骤十一:关闭实验腔体开关电磁阀(4)，配气过程完成。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤三为气源通过第一质量流量计 (12)向其后的气路和实验腔体(3)中通入第一气体，通过第一质量流量计（12)记录的体积 累加量和第一气压表（13)记录的气压变化值的比值，从而确定比例系数a，并通过体积和气 压变化值计算出充入第一气体时实验腔体(3)和气路的总体积￥ 1+%。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤四为开启真空栗开关电磁阀（6)， 开启真空栗(5)，将实验腔体(3)和气路抽真空，之后关闭真空栗(5)，关闭真空栗开关电磁 阀（6)，关闭实验腔体开关电磁阀（4);气源通过第一质量流量计（12)向其后的气路中通入 第一气体，通过第一质量流量计（12)记录的累积流量和第一气压表（13)记录的气压变化值 之间的比例关系，即可得到单位流量的第一气体使第一质量流量计（12)之后的气路产生的 气压变化值，由该值可计算出充入第一气体时的固有体积V2。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤五为关闭第一流量计控制电磁阀 (14)，执行第二质量流量计(22)标定程序，气源通过第二质量流量计(22)向其后的气路和 实验腔体（3)中通入第二气体，通过第二质量流量计（22)记录的累积流量和第二气压表 (23)记录的气压变化值之间的比值，即可得到单位流量的第二气体使第二质量流量计(22) 后的管路和实验腔体(3)产生的气压变化值，即为比例系数b，由该值计算出充入第二气体 时实验腔体（3)和气路的总体积。
【专利摘要】本发明公开了一种定容预混气体实验用全自动配气系统及配气方法。该定容预混气体实验用全自动配气系统，包括进气单元，实验腔体，实验腔体开关电磁阀，真空泵，真空泵开关电磁阀，大气接口，扩展接口和上位机。该系统使用户充分摆脱了配气相关的计算过程和操作过程，极大提高了实验效率。控制程序中充分考虑了“固有体积”对配气比例精度造成的影响，有效地消除了“固有体积”带来的误差。整个系统的误差水平由质量流量计和气压表的精度决定，配气比例精度不超过二者最大误差之和。该系统还设置了扩展接口，在完成配气功能的同时具有良好的扩展性，能够满足绝大部分用户的使用需求。
【IPC分类】G01N33/00
【公开号】CN105606771
【申请号】CN201610067512
【发明人】王强, 司朝润, 毛瑞芝
【申请人】北京理工大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月30日