基于称重原理的滴管式气体流量测量装置与方法

来源 :中国真空学会2016学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cenzijn
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  传统的滴管式气体流量测量装置与方法在真空泵抽速测量中被广泛应用,但存在有人工手动作业环节多、产生测量误差的影响因素多、实际测试误差偏大等不足之处。本文提出一种基于称重原理的测量理念,尝试对传统的滴管式气体流量测量装置和方法做出改进。装置的改进是:选择量程和精度适合的电子称,置于内部盛装测量油的贮油槽之下;由支架支撑的空心等截面滴管垂直固定摆放,其下端伸入贮油槽之中位于测量油水平液面之下足够深度之处,但不得与贮液槽有直接接触;装置的其余部分与传统滴管式气体流量测量系统完全相同。测量方法的基本原理是基于流体静力学连通器原理,即静止连通液体在相同液面高度处具有相同压力,因此电子称所称得的重量示数仅为贮油槽体和槽内大气压力作用自由液面以下油液的重量之和,而测量过程中进入滴管且高度处于大气压力作用自由液面以上的油液则不被电子称所称量。这样,即可通过称量进入滴管中的油液的质量来代替测量液位上升的高度,从而完成气体流量的测量。由于电子称的重量读数和测量计时均可由计算机高精度地自动测量、记录和运算,因此称重法滴管式气体流量测量可方便地实现自动化测量;消除人为手工作业和其它多项因素带来的误差影响,大幅提高测量精度;可实现瞬时流量测量;并可采用较小容积的贮油槽和大尺寸的滴管。气体流量由下式计算:q=(W1-W2)[paa+ρg(1+a/A)V0-g(2W0-W1-W2)]/ρg(1+a/A)(t1-t2)(Pa m3/s)式中:W0——测量开始前电子称读数,(kg);W1——测量计时开始时刻t1(s)时电子称读数,(kg);W2——测量计时结束时刻t2(s)时电子称读数,(kg); A 为滴管外贮液槽的横截面积(m2);a 为滴管内孔的横截面积,(m2);V0——测试前滴管内从液面到微调阀间的原始容积,(m3);ρ——贮液槽所装液体的密度,(kg/m3);g——当地重力加速度,(m/s2);Pa——测试当地大气压力,(Pa)。
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