Устройство для градуировки преобразователей давления

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ, содержащее измерительную, дозирующую и дополнительную емкости калиброванных объемов, соединенные посредствомкранов р насосами, и источник постоянного давления, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства и повышения производительности, дозирующая емкость вьшолнена в виде герметичного полого порционного крана с одним отверстием на боковой поверхности причем наседле крана в поперечном сечении, совпадакицем с отверстием на кране, расположены три отверстия, первое из которых сообщается с исгточником постоянного давления, вто .рое - с измерительной емкостью, т третье - с дополнительной емкостью, при этом отверстие на кране может совпадать одновременно лишь с одним отйерстием на седле.s 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса градуировки, объемы измерительной и дополнительной емкостей вьтолнены равными.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН аю (11) 4(51) С 01 L 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3533342/24-10

1 (22) 06. 0,1 . 83 (46) 15.01.85. Бюл. Р 2 (72) А.R.Ëèïèí,è В.А. Титов (53) .531.787(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 233259, кл. С 01 L 27/00, 1967.

2. A fpor t D. New Deve f opment in

the Production and Heasuremeht of

Uttra Hight Vacuum, Journ. Арр 3.

Thys, Vof 24, No 7, Jufy 1953, рр. 860-876 (прототип).. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАЦУИРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ, содержащее измерительную, дознрующую и дополнительную емкости калиброванных объемов, соединенные посредством. кранов с насосами, и источник пос- . тоянного давления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью умень-. шения габаритов устройства и повышения производительности, донирующая емкость выполнена в виде герметичного полого порционного крана с одним отверстием на боковой поверхности причем на седле крана в поперечном сечении, совпадающем с отверстием на кране, расположены три отверстия, первое из которых сообщается с ис-. точником постоянного давления, второе — с измерительной емкостью, т третье — с дополнительной емкостью, при этом отверстие на кране может совпадать одновременно лишь с одним отверстием на седле. ®

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения процесса Градуировки, объемы измерительной и дополнительной емкостей выполнены равными.

893

1 1134

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для градуировки преобразователей давления.

Известно устройство для градуировки преобразователей давления— рабочий эталон абсолютных давлений, содержащее измерительный объем с системой откачки и термостатирования и прецизионные средства измерения 10 давлений Ц .

Для получения широкого диапазона давлений в нем используют набор средств измерения, в частности ртутные компрессионные манометры Мак-Лео-15 да, емкостные или магнитоэлектрические мембранные преобразователи давления. Это устройство представляет собой стационарную лабораторную установку и не может применяться 20 для градуировки преобразователей давления на их рабочем месте. Сложность установки, необходимость систематической поверки средств измерения малых давлений делает процесс градуировки трудоемким и малопроизводительным.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является 30 устройство для градуировки преобразователей давления, содержащее измерительную емкость, соединенную с высоковакуумным насосом с затвором и дозирующей емкостью, образцовый моно мер и баллон с газом. Давление в измерительной емкости, к которой присоединены градуируемые преобразователи давления, рассчитывается по закону Бойля-Мариотта по известным отношению объемдв и давлениям в них (2j .

Это устройство также представля ет собой сложную лабораторную установ- 45 ку больших габаритов (объем измерительной емкости составляет несколько куб.метров). Оно оснащено образцовым магнитоэлектрическим манометром мембранного типа, сложно в эксплуа- gp тации и имеет низкую производитель.ность из-за необходимости глубокого вакуумирования и термостатирования большого объема, многократного заполнения доэирующего объема до за- данного давления, регулярной поверки образцового манометра и создания в нем опорного давления.

Цель изобретения — уменьшение габаритов устройства и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для градуиров ки преобразователей давления, со,цержащем измерительную, дозирующую и дополнительную емкости калиброванных объемов, соединенные посредством кранов с насосами, и источник постоянного давления., дозирующая емкость выполнена в виде герметичного полого порционного крана с одним отверстием на боковой поверхности, причем на седле крана в поперечном сечении, совпадающем с отверстием на кране, расположены три отверстия, первое из которых сообщается с источником постоянного давления, второе — с измерительной емкостью, третье — с дополнительной емкостью, при этом отверстие на кране может совпадать одновременно лишь с одним отверстием на седле.

При этом объемы измерительной и дополнительной емкостей выполнены равными.

На чертеже приведена схема устройства для градуирования преобразователей давления.

Устройство содержит измерительную емкость 1, подключенную с помощью вакуумного затвора 2 к высоковакуумному насосу 3, например к диффузионному паромасляному насосу типа Н-1С.

При неооходимости на входе в насос устанавливают охлаждаемую ловушку (на фиг. 1 не показана). К измерительной емкости 1 присоединены градуируемые преобразователи давления 4 (на фиг, 1 показан один). Измерительная емкость 1 соединена также с дозирующей емкостью 5, выполненной в виде порционного крана с одним входным отверстием и тремя отводами.

В качестве дозирующей емкости 5 целесообразно использовать герметичный притертый стеклянный кран. Дозирующая емкость 5 соединена со вспомогательной емкостью 6, подключенной с помощью затвора 7 к высоковакуумному насосу 3, и с задающей емкостью

8 с образцовым манометром 9. Задающая емкость в свою очередь через систему динамической стабилизации давления соединена с источником рабочего газа (либо с баллоном с газом, либо с атмосферой) . Система

1134893 Я ческой стабилизации. Включают средства откачки газа и с помощью регуляторов расхода 10 и 11 по образцовому манометру 9 устанавливают необходимое давление в задающей емкости 8. В диапазоне давлений в измерительной емкости 1 Р = 1-104 Па градуировка может производиться путем непосредственного забора газа из

- 1p атмосферы (вентиль 10 полностью-открыт, вентиль 11 закрыт), чта существенно упрощает процесс градуировки.

Работа стенда основана на методе определения давления в соединенных объемах по отношению их объемов и известным давлениям в них до соединения.

В диапазоне давлений Ре от 10 до

10 Па градуировку осуществляют сле4

2р дующим образом. Полость порционного крана 5 сообщают с задающей емкостью

8, выжидают пока она заполнится газом (по показанию манометра 9), затем полость крана 5 сообщают с

25 измерительной емкостью 1. После стабилизации давления регистрируют показания градуируемых преобразователей давления 4. Описанную процедуру повторяют q раз. Величину давлеь5б ния Р „ в измерительной емкости после и-го поворота крана 5 определя" ют по формуле - — " к

Pe = Po <

35 где Р о давление в задающей емкости 8, коэффициент градуировочной установки, объем порционного ,крана 5; ч.к К=—

Ме+м ми

3 динамической стабилизации давления содержит регуляторы расхода 10 и

11 и средства откачки газа, например форвакуумный насос типа РВН-20. В ка честве регуляторов расхода 10 и 11 могут использоваться игольчатые натекатели газа. При необходимости на входе в задающую емкость 8 могут быть установлены фильтр и осушитель газа. Величина объема задающей емкос ти 8 несущественна. В качестве образ цового манометра 9 применим любой манометр, обеспечивающий измерения давления в диапазоне 10 — 105 Па с погрешностью, не превышающей

О, 17. В качестве вакуумных затворов

2 и 7 могут быть использованы, например сильфонные краны с диаметром проходного отверстия 20 мм.

С целью упрощения расчетных формул объемы измерительной 1 и вспомогательной 6 емкостей выбирают равными. Для расширения рабочего диапазона давлений отноешение каждого из этих объемов (1 и 6) к объему дозирующей емкости 5 выбирают равным

10 ? 1. Объем емкости 5 выбирают таким, чтобы его можно было достаточ но точно измерить, а величины объемов 1 и 6 при этом не оказались очен большими.

Оптимальный объем дозирующей емкости 5 составляет около 20 см . Габариты установки в этом случае не превышают 1 м х 1 м х 1 м. Она может быть смонтирована на подвижной платформе. Уменьшение объема измерительной емкости почти в

1000 раз по сравнению с известным устройством, получаемое за счет двухсту40 пенчатого расширения газа, позволяет существенно сократить время откачки объемов 1 и 6.

При необходимости устройство должно быть оснащено средствами

45 контроля температуры в объемах t u

6 и измерения давления во вспомогатеЛьной емкости 6 (не показаны).

Перед градуировкой манометрических преобразователей производят 50 следующие операции. Порционный кран .

5 сообщают с измерительной емкостью

1. Емкости 1 и 6 вакуумируют до давлений на порядок ниже давлений, реализуемых в этих емкостях при гра- 55 дуировке. Закрывают вакуумные затворы 2 и 7. Из атмосферы или из баллона подают газ в систему динами— объем измерительной емкости 1, 3< — объем полости преобразователя давления 4.

В диапазоне давлений Р от 10 е до 10 Па градуировку осуществляют следующим образом. Полость порционного крана 5 сообщают с задающей емкостью 8, а затем о- со вспомогательной емкостью 6. Эту операцию nosторяют столько раз (Н), чтобы во вспомогательной емкости 6 реализовался заданный уровень давления после чего п порций газа переводят иэ вспомогательной емкости 6 в измерительную 1. Величина давления

1134893:

Ом оаллона с газом

А системе om/ очага гбао

b из атмоссРеры

Ra as 10084/39 ТиРаж 898 Подписное

©илж@л Ппп "П те@т" F-УжгоРод, ул.Проектная, 4

Pg непосредственно в расчет не входит и не измеряется. Давление

Р gq в измерительной емкости 1 после М и и поворотов крана 5 определяют по формуле 5

Это соотношение справедливо, когда объемы измерительной и вспомогательной б емкостей равны.

Для расширения диапазона и повышения точности градуировки в обеих случаях проводят многократно при различных величинах давления в задаю-15 щей и во вспомогательной емкостях.

В первом случае осуществляется однократное расширение каждой порции ,газа с минимальным уменьшением давления в 10 раз во..втором — двукрат-20

У

6 ное с уменьшением давления в 10 раз, Рабочий диапазон давлений Ре — 10 — 10 Па при Pa = 10 — 10 Па

5 может быть расширен на порядок в сторону низких давлений за счет уменьшения P °

Приведенные вьппе расчетные формулы получены при условии, что температура газа во всех объемах постоянна и одинакова, расширение газа происходит изотермически, начальное .павление газа в емкостях пренебрежимо мало, отсутствуют заметное натекание, газоотделение и адсорбция.

При градуировке в диапазоне давлений

Р = 10 - 10 Па реализация четырех

6 последних условий не представляет больших технических трудностей. Расширение газа не приводит к изменению его температуры, так как оно. осуществляется малыми порциями.

Введение двухступенчатого расширения газа позволило уменьшить размеры установки и на порядок сократить время откачки объемов перед градуировкой.