Способ измерения абсолютных давлений газов и вакуума

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНЫХ ДАВЛЕНИЙ ГАЗОВ И ВАКУУМА , отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения давлений химически агрессивных газов и расширения диапазона измерений, в мерный объем, присоединенный к вакуумной системе, напускают заданное количество пробного газа, измеряют интервал времени достижения заданной концентрации пробного газа на фиксированном от места напуска расстоянии, а давление определяют по следуюш,ей зависимости: , P . где D - коэффициент диффузии пробного газа; Т - измеренный интервал времени; L - расстояние от места напуска пробного газа до измерителя концентрации;Q А -градуировочный коэффициент.S (Л со 05 о 4

..SU„„1136047 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ )Р=А —, ЭТ

©:)

Cb

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3595185/24-10 (22) 21.03.83 (46) 23.01.85. Бюл. № 3 (72) А. А. Глазков и В. П. Шестак (71) Московский инженерно-физический институт (53) 531.787 (088.8) (56) 1. Востров Г. А., Розанов Л. Н. Вакуумметры. М., «Машиностроение», 1967, с. 51 — 81.

2. Ничипорович Г. А. Вакуумметры. М., «Машиностроение», 1977, с. 45 — 52. (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНЫХ ДАВЛЕНИЛ ГАЗОВ И ВАКУУМА, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения давлений химически агрессивных газов и расширения диапазона измерений, в мерный объем, присоединенный к вакуумной системе, напускают заданное количество пробного газа, измеряют интервал времени достижения заданной концентрации пробного газа на фиксированном от места напуска расстоянии, а давление определяют по следующей зависимости: где D — коэффициент диффузии пробного газа;

Т вЂ” измеренный интервал времени;

) расстояние от места напуска пробного газа до измерителя концентрации;

Д вЂ” градуировочный коэффициент.

1136047

Р =А Т вЂ”.

Изобретение относится к области вакуумной техники, а именно к технике измерения полных давлений газов или их смесей.

Известен способ измерения абсолютных и относительных давлений газов в диапазоне 10 — 10 Па, основанный на измерении силы, действующей на единицу площади поверхности измерительного элемента 11).

Однако использование по данному способу механических измерительных элементов — мембран, поршней, трубок с жидкостями и т.п., не позволяет производить измерения давления агрессивных газов или их смесей вследствие возникновения химических реакций и изменения градуировочных характеристик манометров.

Известны также способы измерения давле ний газов в диапазоне давлений 10 — 10 Па, основаные на регистраций параметров явлений молекулярного переноса, в частности вязкости и теплопроводности 12).

Однако в области давлений выше 10 Па коэффициенты вязкости и теплопроводности гаэов практически не зависят от давления, что ограничивает рабочий диапазон манометров, реализующих эти способы.

Целью изобретения является обеспечение измерения давлений химически агрессивных газов и расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения абсолютных давлений газов и вакуума, в мерный объем, присоединенный к вакуумной системе, напускают заданное количество пробного газа, измеряют интервал времени достижения заданной концентрации пробного газа на фиксированном от места напуска расстоянии, а давление определяют по следующей зависимости: где А — градуировочный коэффициент;

D — коэффициент диффузии пробного газа в исследуемом газе или в смеси газов;

1 — расстояние от места напуска пробного газа до измерителя концентрации; 1 измеренный интервал времени.

Возможность измерения абсолютных давлейий химически агрессивных газов и расширение диапазона измеряемых давлений обеспечивается за счет того, что пробный газ в мерном объеме в результате явления диффузии распространяется во всех направлениях, при этом концентрация пробного газа растет во времени от нулевого уровня до заданной величины в выбранной точке мерного объема, удаленной на фиксированное расстояние от места напуска. Коэффициент диффузии пробного газа является функцией давления измеряе10

55 мого газа в диапазоне 10 — 10 Па и выше.

При использовании предлагаемого способа необходимо проводить градуировку измерительного устройства, реализующего способ, и определять градуировочный коэффициент.

На чертеже показана функциональная схема устройства, позволяющего реализовать способ измерения абсолютных давлений газов и вакуума.

Устройство состоит из системы 1 напуска пробного газа, мерного объема 2, системы 3 измерения интервалов времени, системы 4 измерения концентрации пробного газа и контролируемой вакуумной системы 5.

Измерение давления производят следующим образом.

Пробный газ из устройства 1 напуска в определенный момент времени, фиксируемый системой 3 измерения временного интервала, напускают в объем 2, в котором находится газ или смесь газов, давление которых подлежит измерению. Пробный газ диффундирует в объеме 2 в любом направлении, в том числе и в направлении системы 4 измерения концентрации пробного газа, отнесенной от места напуска пробного газа на фиксированное расстояние 1.. Момент прихода определенного количества пробного газа в систему регистрации регистрируют системой 3. Интервал времени между напуском пробного газа и его регистрацией в системе 4 зависит от скорости диффузии молекул пробного газа в исследуемом газе, которая зависит от давления, и следовательно, измеренный интервал времени позволяет судить о давлении в объеме 2 и в контролируемой вакуумной системе 5.

Интервалы времени между напусками порций пробного газа должны быть больше постоянной времени системы Ч/$, где V — общий объем камеры 2 и вакуумной системы 5; S — быстрота откачки в системе 5. В этом случае способ реализуется путем дискретных измерений.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа измерений абсолютных давлений газов и вакуума состоит в следующем.

Способ обеспечивает возможность измерения давления агрессивных газов, при этом в качестве пробного газа должен быть выбран один из инертных газов, и измерение давления в более широком диапазоне давлений, чем при измерениях по известным способам, основанным на регистрации параметров явлений молекулярного переноса. Это связано с тем, что коэффициент диффузии является функцией давления в диапазоне 10 -10 Па.

Наиболее эффективно предлагаемый способ может быть использован в облас1136047

Составитель А. Зосимов

Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Заказ 10276/3! Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! I3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тях техники (в промышленности и в лабораторных исследованиях) в случаях, когда измеряемое абсолютное давление близко к атмосферному, а газы и/или их смеси агрессивны, например в металлургии химии, пищевой промышленности.