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[發明專利]一種空間用微氣體流量控制器標定系統及方法有效

專利信息
申請號: 202010958830.0 申請日: 2020-09-11
公開(公告)號: CN112097868B 公開(公告)日: 2023-10-24
發明(設計)人: 胡向宇;王欽惠;孫迎萍;李增科;劉澤;崔梧玉 申請(專利權)人: 蘭州空間技術物理研究所
主分類號: G01F25/10 分類號: G01F25/10
代理公司: 北京之于行知識產權代理有限公司 11767 代理人: 呂曉蓉
地址: 730013 甘*** 國省代碼: 甘肅;62
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 空間 氣體 流量 控制器 標定 系統 方法
【權利要求書】:

1.一種空間用微氣體流量控制器標定系統,其特征在于,包括:試驗箱、真空計量罐以及真空泵,其中:

所述試驗箱內部包括依次連接的儲氣瓶、第一自鎖閥、減壓閥以及待標定微氣體流量控制器;

所述待標定微氣體流量控制器通過旋轉接點和氣路管道與所述真空計量罐連通;

所述真空泵通過第二自鎖閥與所述氣路管道連通,通過第三自鎖閥與所述真空計量罐直接連通。

2.如權利要求1所述的空間用微氣體流量控制器標定系統,其特征在于,所述待標定微氣體流量控制器與所述真空計量罐之間的氣路管道上設置有第四自鎖閥。

3.如權利要求2所述的空間用微氣體流量控制器標定系統,其特征在于,所述待標定微氣體流量控制器與所述真空計量罐之間的氣路管道上還設置有手動閥。

4.如權利要求1所述的空間用微氣體流量控制器標定系統,其特征在于,所述真空計量罐內部設置有第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第一溫度計以及第二溫度計。

5.如權利要求4所述的空間用微氣體流量控制器標定系統,其特征在于,所述真空計量罐的外部設置有保溫層。

6.如權利要求2所述的空間用微氣體流量控制器標定系統,其特征在于,還包括控制系統,所述控制系統用于控制調整所述試驗箱內的工況以及調節各閥門的開啟與閉合。

7.如權利要求6所述的空間用微氣體流量控制器標定系統,其特征在于,所述試驗箱內為真空環境。

8.一種空間用微氣體流量控制器標定方法,其特征在于,該方法應用于如權利要求1-7任一項所述的空間用微氣體流量控制器標定系統中,該方法包括:

步驟1:將各部件布置連接,調整試驗箱內的環境,設定試驗箱內的溫度,使試驗箱內部保持真空環境;

步驟2:設定待標定微氣體流量控制器的量程,打開第一自鎖閥和減壓閥,調整待標定微氣體流量控制器入口的壓力;

步驟3:對真空計量罐進行排空處理,關閉手動閥,打開真空泵,關閉第二自鎖閥和第四自鎖閥,打開第三自鎖閥,使真空計量罐壓力降為初始氣壓并保持;

步驟4:對氣路管道進行預排空處理,關閉第三自鎖閥和第四自鎖閥,打開第二自鎖閥,實現氣路管道的真空預處理;

步驟5:打開第四自鎖閥,關閉第二自鎖閥,關閉真空泵,使儲氣瓶內的氣體通過待標定微氣體流量控制器流入真空計量罐,開始進行真空計量罐內氣壓的測量;

步驟6:調整真空計量罐內的溫度,實時監控真空計量罐內的溫度及壓力的變化,每隔一段時間記錄一次真空計量罐內的氣壓,為保證真空計量罐內的環境始終為中真空環境,當真空計量罐內的氣壓大于90Pa時,完成并結束該組數據的測量,打開手動閥,關閉第四自鎖閥;

步驟7:對氣壓測量數據進行處理,舍棄氣流不穩定的測量數據;

步驟8:對穩定狀態下的氣壓測量數據進行處理,計算當前工況下待標定微氣體流量控制器的標定值,獲得單點標定數據;

步驟9:設定試驗箱不同的工況,即將試驗箱內的溫度調整成不同的溫度,將待標定微氣體流量控制器的量程調整成不同的量程;

步驟10:重復步驟3到步驟8,獲得不同工況下,多點標定數據的測量。

9.如權利要求8所述的空間用微氣體流量控制器標定方法,其特征在于,所述步驟2中待標定微氣體流量控制器的量程包括滿量程、90%量程、80%量程、70%量程、60%量程、50%量程、40%量程、30%量程、20%量程以及10%量程。

10.如權利要求8所述的空間用微氣體流量控制器標定方法,其特征在于,所述步驟8中的氣體質量流量值根據如下關系進行計算:

其中:c為氣體質量流量,M為氣體摩爾質量,R為摩爾氣體常數,V為真空計量罐容積,T為真空計量罐內溫度,Δt為時間間隔,Δp為Δt時間內真空計量罐內氣壓變化量,Δm為真空計量罐中氣體質量變化量。

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