一種用于多量級正壓漏孔校準的高精度體積測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于多量級正壓漏孔校準的高精度體積測量方法，屬于測量領 域。
【背景技術】
[0002] 多量級正壓漏孔校準時，根據選用校準方法的不同，選擇使用定容室或者變容室， 根據校準漏孔量級的不同，選用不同大小的標準體積，最大與最小體積相差上千倍，如選用 同一個標準體積進行測量，勢必會影響體積測量的準確性，標準體積與待測體積（定容室 或變容室）越接近，體積測量的準確度越高，因此選用不同大小的標準體積測量多量級正 壓漏孔校準的定容室及變容室體積非常有必要。由于多量級正壓漏孔的校準所需氣體量較 大，溫度產生的影響隨之增大，因此在體積測量時進行溫度修正可以進一步保障體積測量 的準確性。
【發明內容】
[0003] 有鑒于此，本發明提供了一種用于多量級正壓漏孔校準的高精度體積測量方法， 可以根據被測體積更換標準體積，避免了體積相差過大帶來的測量不確定度，而且采用氣 體膨脹法和理想狀態方程計算被測體積，計算公式中含有溫度修正，進一步提高了體積測 量的準確性。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：
[0005] -種用于多量級正壓漏孔校準的高精度體積測量方法，用于測量正壓漏孔校準系 統中的未知容積，該未知容積為正壓漏孔、定容室、變容室、管路或者其任意組合；該方法包 括如下步驟：
[0006] 步驟一、將外接容器通過真空閥門X接入正壓漏孔校準系統，外接容器內先不放 入標準體積，外接容器上安裝可開閉閥門；
[0007] 在外接容器與被測容積之間的管路上選定測量點，在測量點處安裝絕壓式壓力 計；測量點與被測容積之間設有真空閥門A ;保持被測容積內的管路連通；根據被測容積的 數量級，選擇同樣數量級的標準體積；在外接容器內設置第一溫度測量點，在被測容積內設 置第二溫度測量點；
[0008] 步驟二、測量時，打開真空閥門A，利用抽氣系統對整個正壓漏孔校準系統抽真 空；
[0009] 步驟三、關閉抽氣系統，關閉真空閥門A，利用充氣系統向正壓漏孔校準系統內外 接容器與真空閥門A之前的管路充入氣體，由絕壓式壓力計測得充入氣體的壓力P1，通過第 一溫度測量點讀取外接容器中的溫度T1;
[0010] 步驟四、打開真空閥門A，氣體膨脹進入被測容積，由絕壓式壓力計測得此時管路 中的氣體壓力P2，通過第二溫度測量點讀取被測容積中的溫度T2;
[0011] 步驟五、關閉真空閥門X，打開可開閉閥門，在外接容器中放入步驟一選定且經計 量的標準體積，該標準體積的大小為Vd，再關閉可開閉閥門；重復步驟二~四，在步驟二中 獲得的壓力和溫度分別記為匕和T 3，在步驟四中獲得的壓力和溫度分別記為PjP T 4;
[0012] 步驟六、利用根據理想狀態方程所構建的方程組進行化簡，消去未知量，得到式 (1)所示的被測容積大小V與Vd的關系式；將步驟二~五獲得的數據代入式（1)計算得到 被測容積大小V :
[0014] 其中，經計算獲得的被測容積大小的V是經過溫度補償的結果。
[0015] 優選地，在進行測量的過程中，利用溫度控制系統保持正壓漏孔校準系統處于溫 度恒定的環境中。
[0016] 優選地，在步驟五之前，將步驟二~步驟四執行多次，獲得多組Pi、1\、P2、T 2;步驟 五也執行多次，獲得多組P3、T3、P4、T4;采用一組P P 1\、P2、T2、P3、T3、P4、T 4代入式（1)計算 一個V，多組數據計算獲得多個V取均值作為最后結果。
[0017] 有益效果：
[0018] (1)本發明通過未加入標準體積和加入標準體積的溫度和壓力的不同，聯立2個 方程組進行求解，可以獲得被測容積的體積。而且通過理想狀態方程所構建的計算式加入 了溫度修正的考慮，提高了體積測量的準確性。此外，本發明方法實施簡單，根據被測容積 的大致體積選用標準體積，可以避免標準體積選擇不當造成了測量不準確。
[0019] (2)通過可開閉閥門更換標準體積，可以減少外置容器的拆卸頻率。所述的標準體 積是經過計量部門準確計量的標準體積。可以根據測量體積的不同變換標準體積，保證了 體積測量的準確度。
[0020] (3)在一優選實施例中增加了溫度控制系統，減小了溫度的變化，從而減小了溫度 對壓力測量的影響。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明一種用于多量級正壓漏孔校準的高精度體積測量方法的原理圖。
[0022] 其中，1-可開閉閥門，2-第一測溫系統，3-真空閥門X，4_多量級正壓漏孔組， 5, 15, 18, 23-真空閥門，6-參考室，7-隔斷閥門，8-變容室，9-絕壓式壓力計，10-活塞， 11-第三測溫系統，12-控溫系統，13-外接容器，14-標準體積，16-供氣系統，17-抽氣系 統，19-差壓式壓力計，20-真空閥門A，21-第二測溫系統，22-定容室，24-帶活塞的變容 室，25-測距系統。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。
[0024] 本發明用于測量正壓漏孔校準系統中的未知容積，該未知容積為正壓漏孔、定容 室、變容室、管路或者其任意組合。圖1為在正壓漏孔校準系統中加入本發明測量所需器件 后的組成原理圖。如圖1所示，正壓漏孔校準系統包括供氣系統16、抽氣系統17、多量級正 壓漏孔組4、參考室6、變容室8、差壓式壓力計19、測距系統25。供氣系統16和抽氣系統 17各自通過一個真空閥門15、18連入主管道，多量級正壓漏孔組4并聯在主管道上，參考 室6、變容室8和帶活塞的變容室24均串聯在主管道上，差壓式壓力計19兩端連接參考室 6和變容室8,測距系統25用于測量活塞10的移動距離。參考室6左端設有一個真空閥門 5,參考室6與變容室8之間設有隔斷閥門7,變容室8與帶活塞的變容室24之間設有一個 真空閥門23。定容室22連入主管路。
[0025] 圖1中的可開閉閥門1、外接容器13、外接容器13上的可開閉閥門1、標準體積24、 真空閥門X 3、真空閥門A 20、第一測溫系統2、第二測溫系統21、第三測溫系統11、絕壓式 壓力計9均是為了測量加入系統的器件，當然如果原系統中有這些器件，也可以直接使用。
[0026] 將外接容器13通過真空閥門X 3接入正壓漏孔校準系統，外接容器13內先不放 入標準體積14,外接容器13上安裝可開閉閥門1。可開閉閥門1用于開啟后將標準體積14 放入外接容器13,可以采用KF閥門，從而實現快速和方便的開啟和關閉