Способ измерения абсолютных давлений газов и вакуума Советский патент 1985 года по МПК G01L21/00 

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 1. 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 НИИ газов в диапазоне давлений 10 -10 Па, основаные на регистрации параметров явлений молекулярного переноса, в частности вязкости и теплопроводности (2. Однако в области давлений выше коэффициенты вязкости и теплопроводноети газов практически не зависят от давлеНИИ, 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 сиетеме, напускают заданное количество пробного газа, измеряют интервал времени достижения заданной концентрации пробного газа на фиксированном от места напуска расстоянии, а давл.ение . определяют по следующей зависимости: P A-DTL,. где А - градуировочный коэффициент; D - коэффициент диффузии пробного газа в исследуемом газе или в смеси тазов; L - расстояние от места напуска пробного газа до измерителя концентрации;Т измеренный интервал времени. Возможность измерения абсолютных давлений 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 измеряемого 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 реализоватьспособ 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 систе измерения концентрации пробного газа, отнесенной от места напуска пробного газа на фиксированное расстояние L. 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 ц объеме 2 и в контролируемой вакуумной системе 5. Интервалы времени между напусками порций пробного газа должны быть больше постоянной времени системы V/S, 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 . Наиболее эффективно предлагаемый способ может быть использован в облас311360474

тях техники (в промышленности и в лабо- к атмосферному, а газы и/или их смеси аграторных исследованиях) в случаях, когда рессивны, например в металлургии химии, измеряемое абсолютное давление близко пищевой промышленности.

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