[发明专利]一种用于气体流量标准装置的换向器及检测方法

说明书

本发明提供了一种用于气体流量标准装置的换向器，一开关阀，该开关阀控制气源的开启或关闭；一待测仪表，其一端与所述开关阀连接，另一端连接到第一转接件；第一气阀，其与所述第一转接件连接；第二气阀，其与所述第一转接件连接，其中，所述第二气阀具有至少两个开关位置。本发明还公开了一种采用所述换向器的检测方法。通过本发明的装置能够进行附加质量的抵消，实现了标准装置不确定度水平的显著提高。

技术领域

本发明属于气体流量检测领域，特别是涉及一种用于气体流量标准装置的附加质量抵消的换向器及抵消方法。

背景技术

作为气体流量原级标准装置，“正压流入式”(PPCM，Positive Pressure Charge-in Method，以下简称PPCM)气体流量标准装置以其成本和技术性的优势成为建立质量法及容积法气体流量原级标准装置的最佳方案之一；特别在高压气体流量原级装置方面，这一优势更为明显。附加容积，即与标准容器连接的管路部分的容积，附加质量是附加容积在进气前、后的质量变化，其影响是此类装置不确定度影响分量中的重要一项。

国内相关装置的检定规程虽然提到附加质量的计算，但相关参数，如压力、容积等均为仅适用于常压状态的近似值或估计值，而且未明确估计的附加质量如何处理；在国内有关文献，如关于质量法装置的主要论文中甚至未提及附加质量的影响及修正。当采用PPCM气体标准装置标定临界流喷嘴或气体流量仪表时，流经被标定件的气体进入被切断阀门隔离的标准容器，这部分气体的体积或质量可以被精确计量；但附加容积内气体的压力、温度、体积及质量则难以被准确计量，原因是：附加容积通常形状复杂，难以用几何尺寸测量方法予以准确确定；当装置运行在高压状态时，标准容器或称重容器的体积往往较小，此时附加容积占总容积中的比重增大，例如，国内某些装置的附加容积所占比达0.4％，对于总不确定度仅为10^-4量级的装置来说，附加质量影响不可忽视；在常压装置中，附加容积的初始压力、温度均接近环境值，但在正压特别是高压装置中，附加容积中的初始压力、温度值均大幅度偏离环境值，而且随时变化。目前以估计值或假设值取代实际值的算法存在较大误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高压气体流量标准装置的新型换向器以及通过该换向器实现附加质量抵消的方法，通过该换向器能够降低附加质量对测量不确定度的影响，使附加质量产生的不确定度度可忽略或被抵消，进而明显提升气体流量标准装置的总不确定度。

本发明提供了一种用于气体流量标准装置的新型换向器，一开关阀，该开关阀控制气源的开启或关闭；一待测仪表，其一端与所述开关阀连接，另一端连接到第一转接件；第一气阀，其与所述第一转接件连接；第二气阀，其与所述第一转接件连接，其中，所述第二气阀具有至少两个开关位置。

其中，所述待测仪表为临界流喷嘴。

其中，所述气源为高压气体。

其中，所述第一转接件具有三个端口。

其中，所述第二气阀具有第一开关位置和第二开关位置。

本发明还提供了一种气体流量标准装置的检测方法，其采用前述所述的换向器，其特征在于：

(1)初始状态，所述第一气阀和第二气阀关闭；

(2)第一气阀开启，通过待测仪表的气体进入气体流量标准装置的标准容器；

(3)标准容器内气压达到预定值后，所述第一气阀关闭；

(4)所述第一气阀关闭后，第二气阀打开，气体从第二气阀进入旁路出口。

其中，在步骤(2)的第一气阀开启之前，所述第二气阀由第一开关位置转移到第二开关位置。

其中，在所述第一气阀开启之前，在检测开始时，气源打开，所述第二气阀的第一开关位置为打开状态。