专利名称：一种恒压式气体流量计变容室波纹管体积变化的测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于恒压式气体流量计波纹管体积变化的测量装置，属于真空计量技术领域。
背景技术：
在文献"德国联邦物理技术研究院(PTB)气体微流量计量评介，《真空科学与技术》，2003年第4期，第289页 294页"中，介绍了一种PTB恒压式气体流量计变容室波纹管体积变化量的测定方法。该方法为称重测量法，方法如下对波纹管组件抽真空后充入经4次蒸馏和去气的水，用一个细管将波纹管组件与一个置于灵敏天平上的容器相连接，当波纹管被压縮时，水被挤入容器，在修正水的浮力和蒸发量后，通过测量天平上的水的质量以及密度得到波纹管体积变化量。
这种方法的不足之处在于测量过程中，不能在原位置进行校准，而是需要将变容室从真空装置中拆下，这样会导致真空系统暴露于大气，不利于真空系统的维持；其次，由于在测量时使用水介质，测量结束后需要对波纹管进行工艺处理才能重新使用，这有可能造成测量值与实际使用值之间存在误差；再次，测量过程复杂，测量时间周期长，例如PTB在17年间总共仅进行了3次测量。
发明内容
本发明的目的是为了克服己有技术的不足，提出一种恒压式气体流量计变容室波纹管体积变化的测量装置。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明的一种恒压式气体流量计变容室波纹管体积变化的测量装置，包括供气系统、变容室、隔断阀门、参考室管道、绝对式压力计、差压式压力计、平动机构、标准容器、第一真空阀门、第二真空阀门、第三真空阀门、第四真空阀门和抽气系统。其中，变容室包括波纹管和变容室管道。供气系统负责提供测试气体。
变容室用于容纳气体。其中，波纹管用于调节变容室中的压力；变容室管 道用于连接波纹管和标准容器。
隔断阀门用于将参考室管道和变容室管道隔开。
参考室管道用于容纳气体，保持参考气体压力不变。
绝对式压力计用于测量参考室和变容室的绝对压力。
差压式压力计用于记录隔断阀关闭后参考室管道和变容室管道之间的相对 压力变化。
平动机构用于在轴向压縮或拉伸波纹管，使变容室容积发生变化、变容室
内的气体压力发生变化。
标准容器用于变容室气体膨胀，产生压力差，测量变容室体积。 抽气系统负责完成对参考室管道、变容室和标准容器的抽真空操作。 第一真空阀门处于关闭状态，第二真空阀门、第三真空阀门、第四真空阀
门均处于打开状态，隔断阀门处于打开状态。
上述各组成部分间的连接关系为
供气系统通过第一真空阀门与参考室管道相连，抽气系统通过第二真空阀 门与参考室管道相连，绝压式压力计与参考室管道相连；差压式压力计一端与
参考室管道相连，另一端与变容室管道相连；波纹管一端与平动机构相连，波 纹管另一端通过第三真空阀门与变容室管道相连；标准容器通过第四真空阀门
与变容室管道相连；变容室管道与参考室管道间通过隔断阀门相连。
上述测量装置的工作原理为-
在变容室中充入某种已知压力的气体，并将气体膨胀到标准容器中，测得 波纹管在自然状态下时的变容室体积。然后，在波纹管处于自然状态时，向变 容室内通入已知压力气体，并压縮波纹管，使其产生波纹管体积变化，这时， 变容室内压力将上升，测量得出波纹管体积变化量。
有益效果
1、采用等温膨胀技术，通过测量气体压力和标准体积参数，得到变容室波 纹管体积变化量，避免了变容室波纹管测量后使用前的除气、烘烤处理等工艺 处理，简化了测量过程。2、 测量过程简单，采用原位测量，避免了变容室的拆卸，有利于真空系统 的保持和维护。
3、 测量时间周期短，去掉了活塞与油室的动密封连接性能，减小了漏、放
气，有利于测量精度的提高。
4、 测量时使用的仪器均利用恒压式气体流量计现有的仪器，不需要额外设 计使用其他仪器。
图1是本发明装置优选实施方式的结构示意图。
其中，l-供气系统，2-第一真空阀门，3-参考室管道，4-绝对式压力计，5-隔断阀门，6-平动机构，7-波纹管，8-第三真空阀门，9-变容室管道，10-标准 容器，11-第四真空阀门，12-差压式压力计，13-抽气系统，14-第二真空阀门。
具体实施例方式
下面结合说明书附图，对本发明装置的优选实施方式进行详细说明。
如图l所示，本发明的优选的恒压式气体流量计变容室波纹管体积变化的 测量装置包括供气系统1，第一真空阀门2，第三真空阀门8，第四真空阀门11， 第二真空阀门14，隔断阔门5，参考室管道3，绝对式压力计4，平动机构6， 波纹管7，变容室管道9，标准容器IO，差压式压力计12和抽气系统13组成。
在初始状态时，第一真空阀门2处于关闭状态，第二真空阀门8、第三真 空阀门11、第四真空阀门14均处于打开状态，隔断阀门5处于打开状态。
供气系统1通过第一真空阀门2与参考室管道3相连，抽气系统13通过第 四真空阀门14与参考室管道3相连，绝压式压力计4与参考室管道3相连；差 压式压力计12—端与参考室管道3相连，另一端与变容室管道9相连；波纹管 7 —端与平动机构6相连，另一端通过第三真空阀门8与变容室管道9相连； 标准容器10通过第四真空阀门11与变容室管道9相连；变容室管道9与参考 室管道3间通过隔断阀门5相连。
该测量装置的工作过程为
首先，通过抽气系统13对波纹管7、变容室管道9、参考室管道3及标准容器10进行抽真空操作；
然后，关闭第二真空阀门14，在波纹管7处于自然状态时，打开第一真空 阀门2，通过供气系统1向波纹管7、变容室管道9和参考室管道3中通入一定 压力的N2气体，其压力值由绝压式压力计4测量得出。
之后，关闭隔断阀门5，平衡变容室压力后，通过差压式压力计12记录该 时刻变容室的压力值，然后打开第一真空阀门l，将N2膨胀到标准容器10中， 再次平衡后，通过差压式压力计12测量该时刻变容室的压力值；
随后，关闭第一真空阀门2，打开第二真空阀门14和隔断阀门5，通过抽 气系统13对变容室、参考室管道3进行抽真空操作；
之后，在波纹管处于自然状态时，打开第一真空阀门2，通过供气系统1 向变容室和参考室管道3中通入一定压力的N2气体，其压力值由绝压式压力计 4测量得出。然后，关闭隔断阀门5，平衡变容室中N2压力后，通过差压式压 力计12记录该时刻变容室的压力值。随后，通过平动机构6压縮波纹管7，压 缩量为8mm，产生波纹管体积变化，平衡压力后，通过差压式压力计12记录 该时刻变容室的压力值。
权利要求
1、一种恒压式气体流量计变容室波纹管体积变化的测量装置，其特征在于包括供气系统、变容室、隔断阀门、参考室管道、绝对式压力计、差压式压力计、平动机构、标准容器、第一真空阀门、第二真空阀门、第三真空阀门、第四真空阀门和抽气系统，其中，变容室包括波纹管和变容室管道。供气系统负责提供测试气体；变容室用于容纳气体，其中，波纹管用于调节变容室中的压力，变容室管道用于连接波纹管和标准容器；隔断阀门用于将参考室管道和变容室管道隔开；参考室管道用于容纳气体，保持参考气体压力不变；绝对式压力计用于测量参考室和变容室的绝对压力；差压式压力计用于记录隔断阀关闭后参考室管道和变容室管道之间的相对压力变化；平动机构用于在轴向压缩或拉伸波纹管，使变容室容积发生变化、变容室内的气体压力发生变化；标准容器用于变容室气体膨胀，产生压力差，测量变容室体积；抽气系统负责完成对参考室管道、变容室和标准容器的抽真空操作；
2、 如权利要求1所述的一种恒压式气体流量计变容室波纹管体积变化的测量装置，其特征在于各组成部分间的连接关系为供气系统通过第一真空阀门与参考室管道相连，抽气系统通过第二真空阀门与参考室管道相连，绝压式压力计与参考室管道相连；差压式压力计一端与参考室管道相连，另一端与变容室管道相连；波纹管一端与平动机构相连，波纹管另一端通过第三真空阀门与变容室管道相连；标准容器通过第四真空阀门与变容室管道相连；变容室管道与参考室管道间通过隔断阀门相连。
3、 如权利要求1所述的一种恒压式气体流量计变容室波纹管体积变化的测量装置，其特征在于工作过程为在初始状态时，第一真空阀门处于关闭状态，第二真空阀门、第三真空阀门、第四真空阀门均处于打开状态，隔断阀门处于打开状态；首先，通过抽气系统对波纹管、变容室管道、参考室管道及标准容器进行抽真空操作；然后，关闭第二真空阀门，在波纹管处于自然状态时，打开第一真空阀门，通过供气系统向波纹管、变容室管道和参考室管道中通入一定压力的N2气体，其压力值由绝压式压力计测量得出；之后，关闭隔断阀门，平衡变容室压力后，通过差压式压力计记录该时刻变容室的压力值，然后打开第一真空阀门，将N2膨胀到标准容器中，再次平衡后，通过差压式压力计测量该时刻变容室的压力值；随后，关闭第一真空阀门，打开第二真空阀门和隔断阀门，通过抽气系统对变容室、参考室管道进行抽真空操作；之后，在波纹管处于自然状态时，打开第一真空阀门，通过供气系统向变容室和参考室管道中通入一定压力的N2气体，其压力值由绝压式压力计测量得出，然后，关闭隔断阀门，平衡变容室中N2压力后，通过差压式压力计记录该时刻变容室的压力值。随后，通过平动机构压縮波纹管，产生波纹管体积变化，平衡压力后，通过差压式压力计记录该时刻变容室的压力值。
全文摘要
本发明涉及一种恒压式气体流量计变容室波纹管体积变化的测量装置，属于真空计量技术领域。包括供气系统、变容室、隔断阀门、参考室管道、绝对式压力计、差压式压力计、平动机构、标准容器、真空阀门和抽气系统。供气系统通过一个真空阀门与参考室管道相连，抽气系统通过一个真空阀门与参考室管道相连，绝压式压力计与参考室管道相连；差压式压力计一端与参考室管道相连，另一端与变容室管道相连；波纹管一端与平动机构相连，波纹管另一端通过一个真空阀门与变容室管道相连；标准容器通过一个真空阀门与变容室管道相连；变容室管道与参考室管道间通过隔断阀门相连。该装置可进行原位测量，并可在工作状态下重复测量。
文档编号G01F17/00GK101458109SQ20081018832
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月22日 优先权日2008年12月22日
发明者焱 冯, 宋瑞海, 张涤新, 成永军, 澜 赵 申请人:中国航天科技集团公司第五研究院第五一○研究所