低压力下复杂结构真空容器容积比的测量方法研究

2016-03-31 吉康 兰州空间技术物理研究所

  真空容器容积比的测量方法通常有称重法和静态膨胀法。目前,复杂结构真空容器容积比主要是在较高的压力下通过气体静态膨胀进行测量。但当膨胀压力低于10-2Pa 时,真空容器器壁的放气会对容积比的测量带来很大的影响。为了确保在膨胀前后气体量不改变,即减小在低压力下真空容器的放气对测量的影响,提出了利用非蒸散性吸气泵选择性抽气的特性,结合静态膨胀法利用惰性气体氩气(Ar)、氦气(He)来测量真空容器的容积比。

  绪论

  复杂结构真空容器容积比的测量广泛应用于真空计量领域,例如真空检漏技术、高精度真空标准压力的产生、气体微流量测量校准技术等,这些技术都应用于航空、航天、制冷、高能物理等领域。使用称重法等对容积比进行测量时,通过测量容器装满液体(通常为水)前后的质量来测量容积比,但由于液体中的气泡和阀门死空间的影响,使得容积比的测量不够准确,对复杂结构的真空容器来说,由此引起的不确定度更大。使用静态膨胀法对容积比进行测量时,通常是在高压力的条件下测量真空容器容积比。为了保证真空容器容积比的测量结果的准确性,需要考虑真空容器器壁放气对测量结果的影响。

  在血压低压高证书力的状况下,精确度高检测的进口真空体金属罐面积比会备受器壁放气的比较严重印象。新闻稿件提出来应用非蒸散型吸气泵体现了选购性抽气的形态,适用惰性气物当作检测增大气物,在血压低压高证书力下对非常复杂组成进口真空体金属罐面积差用动态增大法实现了精确度高精确度高检测的论述。 1、校正原因   外部扩张法最先是1910 年由Knudsen提起的为负压规定,外部扩张法是应用场景波意尔一马略某一律,当一段的品质的乙炔气在温湿度坚持不便时,其学习压力和质量分数的乘积坚持不便。即式(1)

低压力下复杂结构真空容器容积比的测量方法研究

  式中:P 为压力,Pa;V 为体积,m3。在静态膨胀法中,将起始压力为P0的高压力气体从小容器v 膨胀到已预先抽空的大容器中,通过压力衰减得到大容器V 中的气体压力P1,用式(2)表示:

低压力下复杂结构真空容器容积比的测量方法研究

  起始压力P0在膨胀过程中的衰减率为初态和终态容积之比v/v +V,即RV,运用静态膨胀法公式计算膨胀后在大容器内产生气体的标准压力时,需要精确测量容积比。实验装置的结构原理如图1所示,主要由抽气泵组、标准容器VC0、待测容器VC1、气源(GAS)、非蒸散型吸气泵(NEGP)、磁悬浮真空计(SRG)和真空阀门等组成。

真空容器容积比测量原理结构图

图1 机械泵器皿体积比量测操作过程组成部分图   使用静态式的彭胀法衡量机械泵容器等溶量的工作原理根据不错有机废气气体的感觉方程式:

低压力下复杂结构真空容器容积比的测量方法研究

  由比较好气态的方式方程式可知,5个蒸空不锈钢容器的体积比RV 在式(4)算:

低压力下复杂结构真空容器容积比的测量方法研究

  式中: RV 为被测贮罐与细则贮罐的容量比;P1 和P2 分辨为胀大前、后的负压,Pa;T1 和T2 分辨为胀大前、后的其他固体温暖,K;n1 和n2 分辨为胀大前、后的其他固体摩尔数,mol。的使用空态胀大法估测贮罐容量比,要为了保证式(4)中的n1/n2=1,即胀大前后轮其他固占地面积改变,通常留存漏气和贮罐器壁放气2大因素。在全黑色金属真空体系体系中漏气很简单解除,其实器壁放气却很困难解除。   以至于非高压力工作环境中自动校正玻璃场所容量比现实存在极大的方面就是说器壁放气对自动校正但是的的影响。在VC0 真空泵玻璃场所中联系一部非蒸散型吸气剂泵(NEGP)。用NEGP代谢器壁的放气,主要采用He、Ar成为实验操作固体第三来玻璃场所容量比的自动校正。

  为达到式(4)中的T1/T2=1,采用铂电阻温度计进行温度测量。为了消除环境温度波动对实验结果带来的影响,在实验开始前的24 h打开实验设备(例如分子泵),同时打开实验室温控设备并设定温度23° C,记录铂电阻温度计的温度波动小于0.2 °C/h开始实验。真空技术网(//crazyaunt.cn/)认为这为磁悬浮转子真空计的使用提供了较好实验条件,同时也是在低压力下容积比准确测量的前提条件。

5、实验结论

  文章提出了一种利用非蒸散性吸气泵选择性抽速的特点用在低压力条件下对真空容器容积比测量的方法,完成了在10-2Pa量级的条件下进行容积比的测量,解决了在低压力环境中器壁放气对测量带来的问题。

  设计后果声明该的方法可不可以出色的APP在静止乙炔气变大科学实验的效准拥有。为在高压低压力情况下对进口真空不锈钢容器面积比的量测提拱了基准,制作而成标准单位不决定度为2.1%。