一种具有控温系统的pVTt法气体流量标准装置的制作方法

本实用新型涉及标准装置领域，尤其是一种具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置。

背景技术：

pvtt法气体流量标准装置是一种应用广泛的原始级气体流量标准计量装置及设备，其准确度等级高，测量不确定度u可达0.07％或更高，通常作为次级标准使用的文丘里喷嘴、音速喷嘴等临界流流量计的量值溯源的原级标准装置及设备。目前广泛采用的原级标准装置主要包括钟罩式、主动活塞式、pvtt法以及mt法气体流量标准装置等。在原级标准装置中，具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置标准容器体积是固定的，参与流量计算的压力和温度等参数又是通过静态方式测量得到的，因此装置测量精度易于保证。目前我国拥有多用途具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置的单位其装置均在常压和微正压下工作，流量最大只达到1400m³/h，已不能满足实际需求。pvtt法气体流量标准装置尚存在以下问题：为了保证pvtt法气体流量标准装置的测量准确性，必须在温度场足够均匀且稳定的状态下才能取出标准容器内的平均温度和压力用于质量流量的计算，体积较大的标准容器抽真空以及进气结束后温度场稳定耗时较长，需要一个小时左右，整个时间较长。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型所要解决的技术问题是现有的pvtt法气体流量标准装置进行测试时温度场不稳定，导致精度不高、效率过低。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置，包括标准容器，所述标准容器配置温度恒定保障组件；控温系统包括位于所述温度恒定保障组件内的加热件、位于所述温度恒定保障组件内的冷却件，以及连接于所述加热件和所述冷却件的控制器；进气系统包括与所述标准容器连接的被检喷嘴、与所述标准容器连接的真空泵；检测系统包括计时件、测温件，以及测压件；以及管路系统，包括用于连接所述标准容器、所述进气系统以及所述检测系统之间的流路管路组成。

作为本实用新型所述具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置的一种优选方案，其中：所述标准容器与所述被检喷嘴之间设置有第一开关阀，所述标准容器与所述真空泵之间设置有第二开关阀。

作为本实用新型所述具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置的一种优选方案，其中：所述管路系统包括第一管路、第二管路、第三管路、第四管路以及第五管路。

作为本实用新型所述具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置的一种优选方案，其中：所述第一开关阀设置在所述第一管路上，所述第一管路一端连接于所述被检喷嘴，另一端连接于所述标准容器；所述第二开关阀设置在所述第二管路上，所述第二管路一端连接于所述真空泵，另一端连接于所述标准容器。

作为本实用新型所述具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置的一种优选方案，其中：所述计时件设置在所述第三管路上，所述第三管路一端连接于所述第一开关阀，另一端连接于所述计时件。所述测温件设置在所述第四管路上，所述第四管路一端连接所述测温件，另一端连接于所述标准容器。所述测压件设置在所述第五管路上，所述第五管路一端连接所述测压件，另一端连接于所述标准容器。

作为本实用新型所述具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置的一种优选方案，其中：所述检测系统还包括光电信号转换器，所述光电信号转换器设置在所述第三管路上，所述光电信号转换器位于所述第一开关阀与所述计时件之间。

作为本实用新型所述具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置的一种优选方案，其中：所述检测系统还包括上位机，所述计时件、所述测温件，以及所述测压件均连接到所述上位机。

作为本实用新型所述具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置的一种优选方案，其中：所述标准容器设置有进气口以及抽气口,所述进气口通过所述第一管路与所述被检喷嘴连接，所述抽气口通过所述第二管路与所述真空泵连接。

作为本实用新型所述具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置的一种优选方案，其中：所述测温件为温度传感器，所述测压件为压力传感器。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过传感器、加热件、冷却件、及控制器等之间配合控制，能够快速实现标准容器的温度场稳定，既保持了pvtt法装置的测量准确性，又使得时间大大缩短，本装置机构简单合理有效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型提供的第一种实施例所述的具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置原理示意图；

图2为本实用新型提供的第二种实施例所述的具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置原理示意图。

图3为本实用新型提供的第二种实施例所述的具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置中的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1，本实施例提供了一种具有控温系统的pvtt法气体流量标准装置，包括标准容器100，标准容器100配置温度恒定保障组件101；进气系统300，包括与标准容器100连接的被检喷嘴301、与标准容器100连接的真空泵302，标准容器100与被检喷嘴301之间设置有第一开关阀303，标准容器100与真空泵302之间设置有第二开关阀304；检测系统400，包括计时件401、测温件402，以及测压件403；以及，管路系统500，包括用于连接标准容器100、进气系统300以及检测系统400之间的流路管路组成。检测系统400，包括计时件401、测温件402，以及测压件403；以及，管路系统500，包括用于连接标准容器100、进气系统300以及检测系统400之间的流路管路组成。

其中标准容器100采用现有存在的整体撬装结构，橇装式结构是指将功能组件集成于一个整体底座上，可以整体安装、移动的一种集成方式；所谓撬装是由设备的移动、就位使用撬杠就可方便地进行，包括与标准容器100对应安装的台位且标准容器100配置温度恒定保障组件101。

较佳的，标准容器100外部配置温度恒定保障组件101，使标准容器100外表面保持恒温。由于标准容器100内应多点科学分布测温点，因此34m标准容器，每立方米不少于1个测温点，总数不少于50个测温点，3m标准容器时，测温点不少于8个，0.1m标准容器，测温点不少于4个，以减小由于标准容器内气体温度的不均匀所造成的测量不确定度，本实施例中，标准容器100内分布42个温度传感器。

本实用新型通过控制器203来控制加热件201及冷却件202的工作状态，以此实现对温度的控制。

进一步的，管路系统500包括第一管路501、第二管路502、第三管路503、第四管路504以及第五管路505。第一开关阀303设置在第一管路501上，第一管路501一端连接于被检喷嘴301，另一端连接于标准容器100；第二开关阀304设置在第二管路502上，第二管路502一端连接于真空泵302，另一端连接于标准容器100。

进一步的，计时件401设置在第三管路503上，第三管路503一端连接于第一开关阀303，另一端连接于计时件401。测温件402设置在第四管路504上，第四管路504一端连接测温件402，另一端连接于标准容器100。测压件403设置在第五管路505上，第五管路505一端连接测压件403，另一端连接于标准容器100。

较佳的，测温件402为温度传感器，测压件403为压力传感器。由上述传感器采集测量数据后在温度值、压力值显示仪表上显示对应检测的数值。

检测系统400还包括光电信号转换器404，光电信号转换器404设置在第三管路503上，光电信号转换器404位于第一开关阀303与计时件401之间。光电信号转换器404将第一开关阀303的数据传输到计时件401。

测得标准容器100中的进气前平衡状态参数和进气后五分钟的罐内气体参数与水浴温度。采用大数据处理对通过进气后五分钟测得罐体内气体平均温度与水浴温度的温差同罐体内压力数据建立温差、压力和温度的预测模型，通过预测稳态时的罐体内部压力与温度的值，并利用相关公式即可计算装置的检测质量流量。

实施例2

参照图3，为本实用新型第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，且与上一个实施例不同的是：检测系统400还包括上位机405，计时件401、测温件402，以及测压件403均连接到上位机405。

具体的，本发明包括标准容器100，标准容器100配置温度恒定保障组件101；进气系统300，包括与标准容器100连接的被检喷嘴301、与标准容器100连接的真空泵302，标准容器100与被检喷嘴301之间设置有第一开关阀303，标准容器100与真空泵302之间设置有第二开关阀304；检测系统400，包括计时件401、测温件402，以及测压件403；以及，管路系统500，包括用于连接标准容器100、进气系统300以及检测系统400之间的流路管路组成。检测系统400，包括计时件401、测温件402，以及测压件403；以及，管路系统500，包括用于连接标准容器100、进气系统300以及检测系统400之间的流路管路组成。

进一步的，管路系统500包括第一管路501、第二管路502、第三管路503、第四管路504以及第五管路505。第一开关阀303设置在第一管路501上，第一管路501一端连接于被检喷嘴301，另一端连接于标准容器100；第二开关阀304设置在第二管路502上，第二管路502一端连接于真空泵302，另一端连接于标准容器100。

进一步的，计时件401设置在第三管路503上，第三管路503一端连接于第一开关阀303，另一端连接于计时件401。测温件402设置在第四管路504上，第四管路504一端连接测温件402，另一端连接于标准容器100。测压件403设置在第五管路505上，第五管路505一端连接测压件403，另一端连接于标准容器100。

较佳的，测温件402为温度传感器，测压件403为压力传感器。由上述传感器采集测量数据后在温度值、压力值显示仪表上显示对应检测的数值。

检测系统400还包括光电信号转换器404，光电信号转换器404设置在第三管路503上，光电信号转换器404位于第一开关阀303与计时件401之间。光电信号转换器404将第一开关阀303的数据传输到计时件401。

采集数据后，计时件401、测温件402，以及测压件403的数据均传输到上位机405，采用大数据处理对通过进气后五分钟测得罐体内气体平均温度与水浴温度的温差同罐体内压力数据建立温差、压力和温度的预测模型，通过预测稳态时的罐体内部压力与温度的值，并利用相关公式即可计算装置的检测质量流量。

本实用新型具体的工作原理具体如下：

开始之前，按照流量大小选择好标准容器100，打开第二开关阀304，用真空泵302将标准容器100抽真空，关闭第二开关阀304。根据上述传感器测得真空时标准容器100的温度和压力，通过控制器203来调节标准容器100内温度使其达到稳定，待标准容器100内气体温度稳定之后测量标准容器100内气体的温度和压力。

将第一开关阀303打开，启动计时件401计时。大气通过被检喷嘴301、第一开关阀303，空气继续以恒定的流量流入标准容器100中。待标准容器100充满之后，将第一开关阀303关闭，停止计时件401计时。同时再次使用温度恒定保障组件101调节标准容器100内温度使其稳定下来，待标准容器100内气体温度稳定之后测量标准容器100内气体的温度和压力。可以测得通过被检喷嘴301的理论质量流量。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。