利用已知孔板进行孔板流量系数校准的方法和装置

摘要

本发明公开了一种利用已知孔板进行孔板流量系数校准的方法和装置，校准方法利用已知孔板的流量系数，通过测量压强变化，得出待校孔板的多组压强与流量的关系，进一步拟合函数表达式的斜率和截距；装置包括包括通过真空管路连通的供料系统和收料容器，基准孔板和待校准孔板分别设置于真空管路内，基准孔板的来流方向设置Ⅰ号压强计，待校准孔板的来流方向设置Ⅱ号压强计。本发明实现无需进行质量称重，利用已知孔板的流量系数，通过测量压强变化，得出待校孔板的多组压强与流量的关系，进一步拟合函数表达式的斜率和截距，即孔板流量系数。

说明书

技术领域

本发明属于真空领域气体流量控制装置测试标定领域，具体涉及一种利用已知孔板进行孔板流量系数校准的方法和装置。

背景技术

在真空系统中，通常需要在真空管道内稳定通入一定量的气体，气体流量的控制需要通过安装一定孔径的孔板来实现，通过孔板流量公式计算一定时间内通过孔板的气体流量。孔板流量公式是一个与孔板前压力相关的线性函数表达式。孔板流量系数是通过多个压强点对应流量的数据进行线性拟合，得出线性函数表达式的斜率和截距，用于该孔板后续使用过程中确定气体流量数值。常规标定方法是称重法，对多个压强点一段时间内通过的气体分别收集，进行质量称重，得到多组压强与流量的关系，进一步拟合函数表达式的斜率和截距。

然而，常规的称重法孔板流量系数校准过程中，需要相对复杂的孔板校准系统，系统中含有多个容器，且需要多次拆卸，操作复杂且存在物料泄漏危险；同时，孔板流量系数校准周期较长，且校准过程中容易带入质量、时间等多种引入误差。

发明内容

本发明是为了克服现有孔板流量系数校准技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种利用已知孔板进行孔板流量系数校准的方法和装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种利用已知孔板进行孔板流量系数校准的方法，包括以下步骤：

(Ⅰ)对校准装置进行抽空，抽空完成后开始测试；

(Ⅱ)通过供收料系统来流方向控制已知流量系数的基准孔板前压强P

(Ⅲ)通过供收料系统来流方向控制已知流量系数的基准孔板前压强 P

(Ⅳ)根据已知孔板流量系数及a

在上述技术方案中，所述测试过程中维持校准装置内和环境温度T

在上述技术方案中，所述q

一种利用已知孔板进行孔板流量系数校准的装置，包括通过真空管路连通的供料系统和收料容器，基准孔板和待校准孔板分别设置于真空管路内，基准孔板的来流方向设置Ⅰ号压强计，待校准孔板的来流方向设置Ⅱ号压强计。

在上述技术方案中，所述基准孔板设置于靠近供料系统的一端，待校准孔板设置于靠近收料容器的一端。

在上述技术方案中，所述基准孔板的前压强与压强比值大于

在上述技术方案中，所述待校准孔板和基准孔板的通流面积的比值大于

在上述技术方案中，所述供料系统包括供料容器。

在上述技术方案中，所述供料容器出口处设置阀门。

在上述技术方案中，所述供料系统还包括与供料容器连接的高压气瓶。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种利用已知孔板进行孔板流量系数校准的方法和装置，实现无需进行质量称重，利用已知孔板的流量系数，通过测量压强变化，得出待校孔板的多组压强与流量的关系，进一步拟合函数表达式的斜率和截距，即孔板流量系数。

附图说明

图1是本发明利用已知孔板进行孔板流量系数校准的装置的结构示意图。

其中：

1 供料容器

2 收料容器

3 真空管路

4 基准孔板

5 待校准孔板

6 Ⅰ号压强计

7 Ⅱ号压强计

8 阀门

9 高压气瓶。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明利用已知孔板进行孔板流量系数校准的方法和装置的技术方案。

如图1所示，一种利用已知孔板进行孔板流量系数校准的装置，包括通过真空管路3连通的供料系统和收料容器2，基准孔板4和待校准孔板5 分别设置于真空管路3内，基准孔板4的来流方向设置Ⅰ号压强计6，待校准孔板5的来流方向设置Ⅱ号压强计7。

所述基准孔板4设置于靠近供料系统的一端，待校准孔板5设置于靠近收料容器2的一端。

所述基准孔板4的前压强与压强比值大于

所述待校准孔板5和基准孔板4的通流面积的比值大于

所述供料系统包括供料容器1。

所述供料容器1出口处设置阀门8。

所述供料系统还包括与供料容器1连接的高压气瓶9，高压气瓶9可以在供料容器1压强不够时为其充压。

实施例2

以实施例的装置为基础，一种利用已知孔板进行孔板流量系数校准的方法，包括以下步骤：

(Ⅰ)关闭供料系统与真空管路连通处阀门8对除供料吸引外的装置系统抽空，抽空完成后开始测试，且测试过程中维持系统和测试环境温度T

(Ⅱ)通过供收料系统来流方向控制基准孔板4前压强P

(Ⅲ)根据设计的测试点重复控制不同稳压P

(Ⅳ)根据已知孔板流量系数及a

所述q

以校准气体为有机气体CF

(ⅰ)将已知流量系数孔板安装在基准孔板4位置，将待校通径约为 2.0mm孔板安装在待校准孔板5位置；

(ⅱ)系统抽空，测试过程中维持系统温度20℃恒定；

(ⅲ)通过供收料系统来流方向控制已知孔板前压强P

(ⅳ)根据设计的测试点重复控制不同稳压P

(ⅴ)根据已知孔板流量系数及P

本发明提供了一种利用已知孔板进行孔板流量系数校准的方法和装置，用于真空系统中流量孔板校准，使用本发明的校准方法可以通过已知孔板对待校孔板进行快速、简单的流量系数校准。本发明测试点无需对收集气体称重，可以自由增加测试点，提高拟合准确度；测试系统装置要求低，将本装置连入任意具备供收料功能的系统管线即可进行校准测试；测试过程操作简单，时间短；测试装置结构简单；只要已知孔板公式准确，待校孔板只引入压强计的测量误差。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。