气体动态稀释装置的可靠性评价

基于质量流量控制器(MFC)搭建了一套稀释装置,并通过高精度甲烷光谱仪验证了该装置的可靠性。试验结果表明,稀释比为0.01～0.02时,理论稀释浓度的相对误差不超过±4%;稀释比为0.04～0.1时,理论稀释浓度的相对误差在±0.5%以内。因此,稀释比很小时稀释装置的准确性欠佳。MFC上游输入气体压力变化对其输出气体流量存在影响,当输入压力在0.2～0.6MPa范围内变化时,MFC输出气体流量变化极差不超过1%,由此导致稀释装置输出的标准气体浓度的变化不超过1%。使用稀释装置制备标准气体时,优先设定MFC在满量程10%以上的范围内工作,以保证稀释装置的可靠性。     

恒流量装置在气体压力控制器中的应用

介绍了恒流量装置的结构、设计原理、工作原理以及在气体压力控制器上的应用,并通过实验,验证了它的恒流量特性,为气体压力控制器的设计与研制提供了技术保证。     

等离子体破裂防护快速充气阀性能研究

托卡马克装置在放电过程中经常会发生破裂现象.破裂会对装置造成很大的危害.为了满足在实验先进超导托卡马克(EAST)装置上开展高压气体注入来缓解等离子体破裂研究的需求,基于涡流驱动的等离子体破裂防护快速充气阀已经在中科院等离子体物理研究所研制成功,该阀的成功研制为在EAST上面开展高压气体注入来缓解等离子体破裂研究提供了有效的工具.为了更加精确地测量快阀的响应时间并对其流量进行标定,搭建了基于磁栅尺的测试平台来测量快阀的响应时间,并编写了相应的测试程序,测试结果表明快阀得到触发信号后在0.5ms时间内就可以开启,其流量可以从0～70000PaL之间方便进行调节,其响应时间及流量完全可以满足等离子体破裂防护对充气系统的要求.     

环道式高压气体流量装置储气系统研究

环道式高压气体流量装置是检测高压气体流量计的重要标准。本文介绍了环道式高压气体流量装置核心部件储气系统的原理和组成,并对环道式高压气体流量装置储气系统进行参数设计,通过理论分析,结构设计及储气容积、工作压力计算、压缩机选型,为合理化设计提供依据。     

高压气体驱动锂球弹丸混合注入系统的研发北大核心CSCD

高压气体注入及弹丸注入是进行等离子体破裂缓解的最常用的两种杂质注入方式,这两种杂质注入方式在单独应用于等离子体破裂防护方面都存在一定的缺点,都不足以完全满足未来ITER等核聚变装置进行等离体破裂缓解的需求。为了整合两种杂质注入方式的优点,同时为了弥补两者在等离子体破裂缓解应用方面的补足,我们研发一套高压气体推进锂球弹丸混合注入系统,该系统实现了锂球弹丸及高压气体的同时混合注入,高压气体可以被注入到等离子体边界区域,而锂球弹丸在高压气体推动下可以实现几百米每秒的注入速度,可以注入到等离子体芯部区域,因此可以实现等离子体芯部和边界的多点同时冷却,有可能进一步增强等离子体与杂质的混合效率,进而有可能提高破裂缓解效果,其在破裂缓解方面的优越性将在2018年的EAST物理实验中进行进一步验证。通过平台标定,在0.6 MPa工作气压时,测试弹丸的最大速度可以达到250 m/s,在1.1 MPa工作气压时,测试弹丸的速度可以达到350 m/s,而在1.5 MPa工作气压时,测试弹丸的速度最大可以达到400 m/s,通过提高工作气压可以实现更高的弹丸注入速度。该系统的成功研发一方面为EAST开展等离子体破裂缓解研究工作提供了更加有效的杂质注入工具,另外一方面,相关技术突破及物理研究也可以为未来ITER开展相关研究提供借鉴。     

高压气体驱动锂球弹丸混合注入系统的研发

高压气体注入及弹丸注入是进行等离子体破裂缓解的最常用的两种杂质注入方式,这两种杂质注入方式在单独应用于等离子体破裂防护方面都存在一定的缺点,都不足以完全满足未来ITER等核聚变装置进行等离体破裂缓解的需求。为了整合两种杂质注入方式的优点,同时为了弥补两者在等离子体破裂缓解应用方面的补足,我们研发一套高压气体推进锂球弹丸混合注入系统,该系统实现了锂球弹丸及高压气体的同时混合注入,高压气体可以被注入到等离子体边界区域,而锂球弹丸在高压气体推动下可以实现几百米每秒的注入速度,可以注入到等离子体芯部区域,因此可以实现等离子体芯部和边界的多点同时冷却,有可能进一步增强等离子体与杂质的混合效率,进而有可能提高破裂缓解效果,其在破裂缓解方面的优越性将在2018年的EAST物理实验中进行进一步验证。通过平台标定,在0.6 MPa工作气压时,测试弹丸的最大速度可以达到250 m/s,在1.1 MPa工作气压时,测试弹丸的速度可以达到350 m/s,而在1.5 MPa工作气压时,测试弹丸的速度最大可以达到400 m/s,通过提高工作气压可以实现更高的弹丸注入速度。该系统的成功研发一方面为EAST开展等离子体破裂缓解研究工作提供了更加有效的杂质注入工具,另外一方面,相关技术突破及物理研究也可以为未来ITER开展相关研究提供借鉴。     

湿度对皂膜流量计计量特性的影响研究

皂膜流量计是开展环境监测工作的重要计量器具.为满足环境监测用流量装置低压试验微小气体流量的有效溯源,减小气体湿度对皂膜流量计流量精确测量的影响,提升微小气体流量量值传递的可靠性,分析了皂膜流量计的工作特性,给出了皂膜流量计的微小气体流量湿度修正计算方法.基于中国计量科学研究院的微小气体流量标准装置进行了实验验证,结果表...     

置换法气体小流量标准装置能力验证

找到了置换法气体小流量标准装置的主要不确定度来源,设计了利用电子分析天平验证气体小流量标准装置的测量气体质量能力的方法,解决了高准确度气体流量装置验证没有稳定被测对象的难题。实验表明：二台装置比对结果符合JJF 1033-2008的要求,证实了置换法气体小流量标准装置通过测量流入气囊内气体体积V、压力p和热力学温度T,用气体状态方程计算出气体质量m的方法可行。     

快速热平衡式pVTt法气体流量标准装置的设计与研究

设计了基于单侧溢流式恒温水浴系统的快速热平衡式pVTt气体流量标准装置,对水浴及临界流喷嘴进行了实验研究,采用了五路阀门组合控制技术,实现了预抽气功能,降低了压力波动.装置平衡时间为6 min,与其它pVTt法气体流量标准装置相比,平衡时间至少缩短一倍.     

基于组合铂膜探头的气体流量计实验研究与数据处理

介绍了一种基于传热原理的组合铂膜探头.在对该组合热膜探头的温度特性以及温度补偿性能实验研究的基础上,设计了具有温度补偿的气体流量传感器,并在钟罩装置上对该流量传感器进行了流量检测实验,对实验结果的拟合和处理表明,该气体流量传感器的测量精度优于1%,流量范围度大于100:1.     

基于M-C方法的EAST-NBI束流输运空间气体粒子分布模拟

中性束注入器(Neutral Beam Injector,简称NBI)是产生高能中性粒子辅助加热托卡马克(EAST)等离子体和驱动电流的装置。基于EAST-NBI装置,应用稀薄气体动力学理论研究分析了EAST-NBI束流输运空间气体粒子物理行为及特征,建立EAST-NBI束流输运空间物理模型,采用蒙特卡罗(M-C)方法及Matlab软件对EAST-NBI束流输运空间气体粒子进行三维编程数值计算模拟,得到EAST-NBI束流输运空间气体粒子分布规律及真空压力呈梯度分布规律。经NBI实验运行验证,吻合NBI实验运行工况,且实现了其真空低温系统的差分功能。为EAST-NBI装置关键部件的结构设计和优化提供工程经验。     

0.1级钟罩式气体流量标准装置的研究

简要介绍钟罩式气体流量标准装置的组成及工作原理,通过构建数学模型对影响钟罩装置计量准确性因素进行分析、归类,旨在对高精度钟罩装置整体设计进行理论研究,试图提供系统、全面的设计方案。该方案从环境技术设计、机械结构设计和测量控制设计3个方面着手,通过理论探索、受力分析、模型搭建、机械加工、软件优化、组装测试等环节的研究,旨在研制一套高精度钟罩式气体流量标准装置。该钟罩装置有效容积达2 000 L,流量测量扩展不确定度为Ur=0.08%,k=2。该装置的研制方案具有条理清晰、系统可靠、可复现性等特点,为高精度钟罩式气体流量标准装置的建立提供范例。     

气体流量标准装置气源部分流量控制方法的应用

气体流量标准装置中气源系统流量的稳定性和精确性是保障对流量计进行规范检定和校准的基础.气体流量标准装置的流量控制方法有两种:一是直接改变风机转速(属变速调节);二是改变管道通流面积的大小来改变流量(属非变速调节).前者采用变频调速技术,后者一般是在管道上加装调节阀控制开度.分析和比较两种方法的特点,可以为气体流量标准装置中气源系统流量控制方法的选择提供依据.     

质量流量控制器动态配气装置量值溯源方法分析

质量流量控制器动态配气装置,其配气重复性好、响应度快,可以实现高精度的连续自动化配气。文章首先讲述了流量比混合法动态配气原理和质量流量控制器(MFC)动态配气装置原理,并介绍了将质量流量控制器动态配气装置中各个质量流量控制器流量溯源于上级电子皂膜流量标准装置的量值溯源方法。通过校准质量流量控制器后,以气相色谱仪对氮中一氧化碳有证标准物质和质量流量控制器动态配气装置配制气数据分析结果为验证依据的试验方法,得出现有量值溯源方法下仍会引入一定配气误差,为保证配制标准气体精度,给出基于现有量值溯源方法的新的建议。     

正压法音速喷嘴气体流量标准装置的研究及应用

正压法音速喷嘴气体流量标准装置能通过改变流过被检流量计处气体压力的方式研究气体密度变化对流量计性能的影响.分析了音速喷嘴基本工作原理,重点对正压法音速喷嘴装置的气源和稳压系统的设计进行了研究,提出了装置架构方案,并通过实验验证了装置的可行性.该装置可应用于涡轮、涡街、叶轮、旋进旋涡等速度式流量计和腰轮、煤气表等容积式流量计的检定和研究工作.     

科技简讯

新型气体流量标准装置研制成功。大庆油田设计研究院和浙江省苍南仪表厂联合研制的新型标准计量器具——LXH—80型可移动式气体流量核验装置,最近,在杭州通过技术鉴定。过去检定气体流量计都是在实验室内采用钟罩式的气体流量装置进行检定。而该装置是采用标准流量计法,以大气中的空气为工作介质,采用吸入气体的工作方式,即以标准流量计作为气体流量的标准器,通过比较被检流量计与标准流量计的示值进行检定。 该装置具有测量范围宽、准确度高、性能稳定、结构紧凑和操作灵活的特点,特别是全部测量仪设备都安装在小车上的便携式结构,可在野…     

钟罩式气体流量标准装置量值统一和传递的研究

钟罩式气体流量标准装置是以空气为介质,对气体流量量值进行传递的计量标准。国家计量检定规程JJG 165-2005《钟罩式气体流量标准装置》中规定了钟罩检定可采用容积法和尺寸法。我国对钟罩的检定方法和检定过程没有进行过系统的实验研究,需要解决气体流量计量量值传递的问题。国家计量院和各个省计量院钟罩式气体流量标准装置的量值没有直接关联(传递)。各个分量分别溯源到长度、质量、时间基准。探讨气体流量标准装置的量值传递的方法研究,真正建立国家基准和地方标准的气体流量基准的物理上的量传关系。试验证明,可采用标准表量传关系规范钟罩式气体流量装置传递的量值,使国家流量基准、省级流量标准、地方的钟罩标准量值通过传递标准表链接上,实现真正意义上的流量量值溯源。     

采用活塞式气体流量标准装置实现钟罩装置校准的方法探讨

文章创新性地设计并研发了具有三根支撑导向杆的活塞式气体流量标准装置,扩展不确定度U=0.05%,k=2。尝试采用该装置对0.5级钟罩式气体流量标准装置进行校准的方法实验,并与尺寸法的检定结果进行比对,通过能力验证得到E_n=0.251,说明了该校准方法的可行性和实验结果的可靠性。     

气体大流量标准装置改造

国防科技工业4113二级计量站拥有国内最大的钟罩式气体流量标准装置,有效容积20000L。多年来,装置为我国国防科技工业及民用领域提供了大量优质的气体大流量计量服务,装置稳定可靠,运行状态良好,但仍然无法满足更大气体流量的计量需求。因此我站于2017年对装置进行了升级改造,在原有基础上新增标准表及大型风机气源系统,并对高压反充系统进行升级改造。重点介绍气源系统的设计及改造方案。     

基于音速喷嘴的便携式气体小流量装置设计

音速喷嘴是广泛使用的一种传递标准,它具有重复性好、精度高、结构简单等特点,因此在气体流量测量领域中的地位非凡。而微小喉径的喷嘴研究则随着微小气体流量测量的迅速发展得到越来越广泛的关注,因此在研究微小音速喷嘴的基础上,同时针对气体流量标准装置的便携性进行设计改进。这套标准装置的主要组成部分是两个体积在10 cm×10 cm×10 cm之内的腔体容器,实验前需要对装置系统进行气密性检查,整体系统采用质量流量稳定、结构简单可靠的负压法,流出系数作为音速喷嘴研究的流动特性参数。将实验结果与传统的经验公式进行比对,发现误差在5%以内,该标准装置可以正常投入使用。该文研究对微小流量标准装置的研制具有一定的参考意义。