平衡式活塞气体流量标准装置的结构设计与标准容积的测量

摘要

多年来，我国在流量测量仪表的科研、生产、检测、校准等方面的工作取得了很大的发展，关键技术也有了极大的提高，已基本满足我国流量计量方面的需求，气体流量计量技术的发展多集中在常压、中小流量范围内（50m3/h～6000m3/h），在此范围之外的微小流量和大流量、中压和高压检测能力和技术水平则相对落后。
　　随着生物工程、半导体制造业、医学化工等行业的迅猛发展，气体小流量以及微小流量的测量需求日趋增多，如何保证小流量计量的准确对小流量测量进行校准是流量计量研究的重要内容。
　　我们所研究的平衡式活塞气体流量标准装置是用来校准小流量气体流量测量仪表的高准确度等级的流量标准装置。可以通过置入单一或混合气体，实现流量计在特定气体介质下、不同压力下计量性能的检测；实现对微小气体流量的精确测量；可针对医药、化工、环保、电子、航空、航天等领域的精细气体流量计进行检定、校准；还可利用该装置对上述行业所需气体流量计、流量控制器进行实验、研究、开发。
　　本文旨在研究平衡式活塞气体流量标准装置的结构设计和标准容积的测量两部分。
　　结构设计研究内容主要包括以下几个方面：
　　1、缸体的设计与加工：为保证缸筒内表面与密封环间密封的可靠性并有效减小摩擦，对缸体内表面的圆柱度和表面粗糙度有较高的要求，加工时需保证缸体内圆的形位公差。
　　2、活塞的设计与加工：以活塞移动时使零平衡流量指示器显示为零时的体积作为气体流量标准，活塞与缸体存在着相对运动，必须有良好的密封结构使得活塞与缸体之间无泄漏。因此活塞体表面必需要有极高的加工精度，以保证活塞最接近标准的几何形状以及好的表面粗糙度。
　　3、密封系统的设计：为了保证密封系统的长期可靠性，密封圈采用合乎要求的耐磨以及结构相符合的密封材料制造。
　　后者研究的内容主要是如何测定出活塞装置的标准容积以及分析给出容积体积流量测量的不确定度。

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目录

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 研究的背景及意义

1.3 课题研究内容

第2章 气体流量标准装置

2.1 气体流量标准装置概述

2.2 气体流量标准装置的分类

2.3 国内外活塞式气体流量标准装置的发展状况

2.4 本章小结

第3章 平衡式活塞气体流量标准装置测量原理与数学模型

3.1 活塞气体流量标准装置概述

3.2 原理与模型

3.3 本章小结

第4章 机械结构的设计

4.1 机械结构

4.2 缸体的设计与加工

4.3 活塞的设计与加工

4.4 活塞杆的设计与加工

4.5 密封系统的设计

4.6 流量主要技术指标

4.7 本章小结

第5章 标准容积的测定

5.1 动态容积法

5.2 尺寸测量法

5.3 本章小结

第6章 累积体积流量测量的不确定度评定

6.1 累积体积流量流量的数学模型

6.2 影响累积体积流量测量的影响因素

6.3 对各个影响因素的不确定度评定

6.4 本章小结

第7章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果