不规则形状容器容积的两种快速标定方法

　　针对特殊内部结构的容器，常规容积测量方法无法简便有效地实现测定，为此本研究设计了一套新颖的容积标定装置，提出了两种快速标定方法。这两种标定方法是在真空条件下获取容器内压力变化Δp 和抽取气体累积体积ΔV 的数据，基于气态方程和线性回归方法建立关系表达式，从而能直接计算出待标定容器的容积。实验结果表明，测定所得数据相对偏差在±3.0%以内。本文对该标定装置的主要影响因素即水分等挥发性物质、质量歧视效应、系统仪表精度进行了分析和计算，计算结果表明：本装置在容器内不含挥发性物质、系统仪表精度较高的情况下，适用于特殊结构容器容积的快速测定。

　　针对形状不规则、内部结构复杂、材料特殊、不能填充液体的容器，例如在航天或者核工业领域应用的各种类型贮箱容器等，真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为常规容积测量方法如充液称重法、恒压气体置换法、定量充气膨胀法、压力激励法等往往存在测量装置过于复杂或方法本身无法应用等问题。本文研究设计了一套容积标定装置，并采用该装置建立了“线性回归法”和“气态方程法”两种方法对特殊容器内部总容积进行标定。

1、标定装置

　　两种标定方法采用同一装置进行，装置结构简图如图1 所示。

图1 容积标定装置简图

2、仪器和设备

　　(1) 微型真空泵，型号PK5008-12V，生产厂家成都气海机电制造有限公司。

　　(2) 质量流量计，型号CS200A，生产厂家北京七星华创电子股份有限公司。

　　(3) 精密压力表，型号SC500，生产厂家霍尼韦尔国际公司。

　　(4) 标准铝气瓶，规格500 mL，充水称重法标定。

　　(5) 广口瓶，容积12150 mL，充水称重法标定。

　　(6) 硅胶气路连接管、气路开关阀。

6、结论

　　本研究针对形状不规则、结构复杂、材料特殊等类型的容器，设计了一套新颖的容积标定装置，提出了两种快速标定方法，从而能够简便有效地实现测定。在选择合适的抽气流速条件下，线性回归法和气态方程法两种方法均能将相对偏差控制在±3.0%以内。需注意的是，水分等易挥发性物质、质量歧视效应、压力表和质量流量计读数精度是影响本装置标定结果准确性的主要因素。在特殊应用场合，待标定容器的内部压力过低有可能会对精密性造成影响，因此需注意在要求的压力范围内操作。此外，目前针对空气绝对压力小于40 kPa 的气流尚没有简便有效的适用流量计，因此采用该法标定时需注意质量流量计的有效工作压力范围。