基于固定流导元件的容积测量方法研究
发布时间：2020-12-05 23:54
在真空科学、深空探测、石油化工及贸易运输等领域,容积的测量至关重要。而现有的测量方法中称重法的测量过程复杂、耗时长、仪器成本高,膨胀法需要制造多种规格的标准体积、弛豫时间较长、占用空间大,其他测量方法面临精度不高、受气体种类限制等问题。本文基于固定流导元件的分子流特性和动态差压衰减法对容器进行容积测量研究,固定流导元件以阳极多孔氧化铝（anodic aluminum oxide,AAO）为基底,利用打孔硅片作为掩模和支撑材料制作而成。待测容器通过AAO固定流导元件与压强恒定的基准环境连通,从真空到大气压条件下,AAO元件的流导始终保持恒定,AAO元件两端的动态差压衰减和容器容积、元件流导以及时间符合指数函数关系,通过测量AAO元件两端差压变化就可计算待测容器的容积。对不同气体传输速率下的容器内部温度波动进行了CFD仿真,在流导为7.5×10-6m3/s时温度波动不超过0.1K,制作出相应流导大小的AAO固定流导元件,搭建基于流量法的流导测量系统,对氮气、氦气和氩气流经固定流导元件时的流导进行精确测量,对应流导分别为1.162×10-...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
容积测量应用领域Fig.1.1Applicationfieldofvolumetricmeasurement
第一章 绪论，属于直接测量，它们只能实现对形状规则、简单的容器或者物体的容当测量形状、结构复杂的容器时，误差较大，而且成本较高，测量时间复杂。由于称重法、膨胀法、定流量充（放）气法、声速（充）排气法科学研究和工程实际中应用广泛，分别对其详细介绍。.1 称重法称重法的原理是以液体（通常是水）为介质，在被测容器未装介质时称，灌满液体之后再称出容器质量，根据容器承载的液体质量和密度，计体积，即为被测容积。以液体为介质虽然精度较高、成本低、绿色环保很难充满结构复杂的容器，容易产生气泡，导致测量误差变大，而且残影响容器的使用。而使用高纯气体作为介质时，不会污染容器也不会产，测量精度高，因此被国内外许多计量机构、研究院所广泛采用[12]。
别表示充气前、后的压力和温度。家技术标准研究院分别将高纯 N2和 Ar 作为实验气体，利77L 标准室的 PVTt 系统进行了容积标定，保证了气体流量为 0.02%~0.05%[14-16]。日本的 Masahiro Ishibashi,和 Toshi了气体称重法对配置有11立方米标准室的PVTt气体流量17]。法也是在工程实际和科研工作中常用的一种容积测量方法，准体积作为参考。基本原理是：在容积为 V 的容器中充入为 p0，然后将其与抽至真空的容积为 V0的标准容器连通降至 p。根据理想气体状态方程和质量守恒定律，计算被测的赵澜等人对下图所示的气体微流量计系统进行了容积标测容器，采用多级膨胀的方法进行测量，其不确定度为
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光和机器视觉的微量液体容量计量方法[J]. 张竟月,孙斌,谢玄达,赵玉晓,佟林,张珑,周璐. 计量学报. 2018(04)
[2]基于LabVIEW、MATLAB及Nastran混合编程的软件快速开发[J]. 梁忠仔,姜金辉,张哲. 中国科技论文. 2016(05)
[3]低压力下复杂结构真空容器容积比的测量方法研究[J]. 吉康,成永军,杨长青,习振华,张瑞芳,张琦. 真空与低温. 2016(01)
[4]比较法正压漏孔校准结果的不确定度评定[J]. 张瑞芳,张涤新,赵澜,董猛,管保国,马亚芳. 真空与低温. 2015(06)
[5]不规则形状容器容积的两种快速标定方法[J]. 蔺金贤,钟志京,张豫川,李群岭,周银行,龙素群. 真空科学与技术学报. 2015(01)
[6]基于充气法的容器体积辨识[J]. 王学影,易姣,赵静,陆艺. 仪表技术与传感器. 2014(07)
[7]容积测量方法研究[J]. 李超,杜秋华. 机械设计与制造. 2014(05)
[8]采用静态膨胀法校准标准漏孔极小漏率的不确定度评定[J]. 杨长青,李得天,冯焱,成永军,赵澜,魏万印. 真空与低温. 2014(02)
[9]流体在纳米通道中流动分子动力学研究进展[J]. 周峰,段春争,于同敏. 微纳电子技术. 2013(05)
[10]一种基于弹体外形尺寸的药室容积超声测量方法[J]. 韩跃平,韩焱. 弹箭与制导学报. 2013(01)
博士论文
[1]流体在纳米微通道中的流动及传输特性研究[D]. 张忠强.大连理工大学 2010
[2]容器放气过程的数值模拟及热力学模型研究[D]. 杨丽红.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于AAO的标准漏孔制作及其性能研究[D]. 赵永恒.合肥工业大学 2017
[2]三维激光扫描技术在立式金属罐容量计量中的应用研究[D]. 周晓雪.中国计量学院 2014
[3]高精度气体流量标准装置的建立[D]. 陈超.天津大学 2012
本文编号：2900318
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
容积测量应用领域Fig.1.1Applicationfieldofvolumetricmeasurement
第一章 绪论，属于直接测量，它们只能实现对形状规则、简单的容器或者物体的容当测量形状、结构复杂的容器时，误差较大，而且成本较高，测量时间复杂。由于称重法、膨胀法、定流量充（放）气法、声速（充）排气法科学研究和工程实际中应用广泛，分别对其详细介绍。.1 称重法称重法的原理是以液体（通常是水）为介质，在被测容器未装介质时称，灌满液体之后再称出容器质量，根据容器承载的液体质量和密度，计体积，即为被测容积。以液体为介质虽然精度较高、成本低、绿色环保很难充满结构复杂的容器，容易产生气泡，导致测量误差变大，而且残影响容器的使用。而使用高纯气体作为介质时，不会污染容器也不会产，测量精度高，因此被国内外许多计量机构、研究院所广泛采用[12]。
别表示充气前、后的压力和温度。家技术标准研究院分别将高纯 N2和 Ar 作为实验气体，利77L 标准室的 PVTt 系统进行了容积标定，保证了气体流量为 0.02%~0.05%[14-16]。日本的 Masahiro Ishibashi,和 Toshi了气体称重法对配置有11立方米标准室的PVTt气体流量17]。法也是在工程实际和科研工作中常用的一种容积测量方法，准体积作为参考。基本原理是：在容积为 V 的容器中充入为 p0，然后将其与抽至真空的容积为 V0的标准容器连通降至 p。根据理想气体状态方程和质量守恒定律，计算被测的赵澜等人对下图所示的气体微流量计系统进行了容积标测容器，采用多级膨胀的方法进行测量，其不确定度为
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光和机器视觉的微量液体容量计量方法[J]. 张竟月,孙斌,谢玄达,赵玉晓,佟林,张珑,周璐. 计量学报. 2018(04)
[2]基于LabVIEW、MATLAB及Nastran混合编程的软件快速开发[J]. 梁忠仔,姜金辉,张哲. 中国科技论文. 2016(05)
[3]低压力下复杂结构真空容器容积比的测量方法研究[J]. 吉康,成永军,杨长青,习振华,张瑞芳,张琦. 真空与低温. 2016(01)
[4]比较法正压漏孔校准结果的不确定度评定[J]. 张瑞芳,张涤新,赵澜,董猛,管保国,马亚芳. 真空与低温. 2015(06)
[5]不规则形状容器容积的两种快速标定方法[J]. 蔺金贤,钟志京,张豫川,李群岭,周银行,龙素群. 真空科学与技术学报. 2015(01)
[6]基于充气法的容器体积辨识[J]. 王学影,易姣,赵静,陆艺. 仪表技术与传感器. 2014(07)
[7]容积测量方法研究[J]. 李超,杜秋华. 机械设计与制造. 2014(05)
[8]采用静态膨胀法校准标准漏孔极小漏率的不确定度评定[J]. 杨长青,李得天,冯焱,成永军,赵澜,魏万印. 真空与低温. 2014(02)
[9]流体在纳米通道中流动分子动力学研究进展[J]. 周峰,段春争,于同敏. 微纳电子技术. 2013(05)
[10]一种基于弹体外形尺寸的药室容积超声测量方法[J]. 韩跃平,韩焱. 弹箭与制导学报. 2013(01)
博士论文
[1]流体在纳米微通道中的流动及传输特性研究[D]. 张忠强.大连理工大学 2010
[2]容器放气过程的数值模拟及热力学模型研究[D]. 杨丽红.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于AAO的标准漏孔制作及其性能研究[D]. 赵永恒.合肥工业大学 2017
[2]三维激光扫描技术在立式金属罐容量计量中的应用研究[D]. 周晓雪.中国计量学院 2014
[3]高精度气体流量标准装置的建立[D]. 陈超.天津大学 2012
本文编号：2900318
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