Устройство для градуировки преобразователей давления Советский патент 1985 года по МПК G01L27/00 

:о

Jlik

W).

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

Известно устройство для градуировки преобразователей давления рабочий эталон абсолютных давлений, содержащее измерительньш объем с системой откачки и термостатирования и прецизионные средства измерения давлений il.;

Для получения широкого диапазона давлений в нем используют набор 1 редств измерения, в частности ртутные компрессионные манометры Мак-Лео да, емкостные или магнитоэлектрические мембранные преобразователи давления. Это устройство представляет собой стационарную лабораторную установку и не может применяться 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 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 объемрв и давлениям в них 2j .

Это устройство также представяяет собой сложную лабораторную установ ку больших габаритов (объем измерительной емкости составляет несколко куб.метров). Оно оснащено образцовым магнитоэлектрическим манометр мембранного типа, сложно в эксплуа тации и имеет низкую производительность из-за необходимости глубокого вакуумирования и термостатирования большого объема, многократного заполнения дозирующего объема до за данного давления, регулярной поверк 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, содержащем измерительную, дозирующую и дополнительную емкости калиброванных объемов, соединенные посредством кранов с насосами, и источник постоянного давления-, дозирующая емкост 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 15 подключенную с помощью вакуумного затвора 2 к высоковакуумному насосу 3, например к диффузионному паромасляному паоосу типа Н-1С. При необходимости на входе в насос устанавливают охлаждаемую ловушку (на фиг. 1 не показана). К измерителной емкости 1 присоединены градуируемые преобразователи давления 4 (на фиг. 1 показан один). Измерительная емкость 1 соединена также с дозирующей емкостью 5, вьтолненной в виде порционного крана с одним входным отверстием и тремя отводами. В качестве дозирующей емкости 5 целесообразно использовать герметич нь1Й притертый стеклянньш 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 динамической стабилизации давления содержит регуляторы расхода 10 и 11 и средства откачки газа, например форвакуумный насос типа РВН-20. В к 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 емко ти 8 несущественна. В качестве обра цового манометра 9 применим любой манометр, обеспечивающий измерения давления в диапазоне 10 - 10 Па с погрешностью, не превьшающей 0,1%. В качестве вакуумных затворов 2 и 7 могут быть использованы, например сильфонные краны с диаметром проходного отверстия 20 мм. С целью упрощения расчетных фор- мул объемы измерительной 1 и вспомо гательной 6 емкостей выбирают равны ми. Для расширения рабочего диапазо на давлений отноешение каждого из этих объемов (1 и 6) к объему дозирующей емкости 5 выбирают равным 10 I 1. Объем емкости 5 выбирают таким, чтобы его можно бьшо достато но точно измерить, а величины объемов 1 и 6 при этом не оказались оче большими. Оптимальный объем дозирующей емкости 5 составляет около 20 см. Га бариты установки в этом случае не превьпиают 1мх1мх1м. Она может быть смонтирована на подвижной платформе. Уменьшение объема измерительной емкости почти в 1000 раз по сравнению с известным у ройством, получаемое за счет двухст пенчатого расширения газа, позволяе существенно сократить время откачки объемов 1 и 6. При необходимости устройство должно быть оснащено средствами контроля температуры в объемах 1 и 6 и измерения давления во вспомогатеЛьной емкости 6 (не показаны). Перед градуировкой манометрических преобразователей производят 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 дуировке. Закрывают вакуумные затворы 2 и 7. Кз атмосферы или из баллона подают газ в систему динами 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 измеритедгьной емкости 1 Pg 1-10 Па градуировка может производиться путем непосредственного забора газа из атмосферы (вентиль 10 полностьюоткрыт, вентиль 11 закрыт), что существенно упрощает процесс градуировки. Работа стенда основана на методе определения давления в соединенных объемах по отношению их и известнБ м давлениям в них до соединения. В диапазоне давлений Pg от 10 до 10 Па градуировку осуществляют следующим образом. Полость порционного крана 5 сообщают с задающей емкостью 8, выжидают пока она заполнится газом (по показаншо манометра 9), затем полость крана 5 сообщают с измерительной емкостью 1. После стабилизации давления регистрируют показания градуируемых преобразователей давления 4. Описаннуто процедуру повторяют п раз. Величину давления PQJ в измерительной емкости 1 после п-го поворота крана 5 определяют по формуле Реп РаП-() где Pg - давление в задающей емкости 8, V 4. коэффициент градуи ровочной установки V), - объем порционного Экрана 5; . Ve - объем измерительной емкости 1 i, Y,; - объем полости преобразователя дав- . ления 4. В диапазоне давлений Р от 10 до 10 Па градуировку ос тдествляют следующим образом. Полость порционного крана 5 сообщают с задающей емкостью 8, а затем с- со вспомогательной емкостью 6. Эту операцшо повторяют столько раз (N), чтобы во вспомогательной емкости 6 реализовался заданный уровень давления после чего п порций газа переводят з вспомогательной емкости 6 в змерительную 1. Величина давления

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ, содержащее измерительную, дозирующую и дополнительную емкости калиброванных объемов, соединенные посредствомкранов р насосами, и источник пос- тоянного 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.