[发明专利]一种双活塞卧式气体流量的标准装置及标定方法

说明书

一种双活塞卧式气体流量的标准装置及标定方法，装置包括底座，驱动装置，光栅尺，双活塞缸，双活塞塞体，传感装置和进气装置，还包括用于驱动控制的PLC控制系统，装置结构紧凑、节能省电、无噪声、易于实现全自动检测等优势，解决了准确度低、复现性差、检测效率低等问题。

技术领域

本发明涉及测控领域，涉及对气体流量的标准测量，具体涉及一种双活塞卧式气体流量的标准装置及其标定方法。

背景技术

临界流喷嘴也称为音速喷嘴，是指几何结构和使用条件能够使流体的流动产生临界流的喷嘴，主要用于流体流量标准的传递、流量测量和控制。临界流喷嘴由于结构简单、无可动部件、精度高、重复性好等优点，广泛应用于航空航天、智能制造、节能环保、微纳加工等领域。

目前的临界流喷嘴受机械加工精度的限制，流量设计值与实际值存在偏差，因此在加工完成后需要采用气体流量标准装置对喷嘴的实际流出流量进行准确定值。。

现有的气体流量标准装置，用于对临界流喷嘴进行标定的气体流量标准装置常见的有三种。一种是多应用大中流量(＞1000mL/min)的PVTt法流量装置，其缺点是噪音大、造价高、检测效率较低；一种是用于中小流量(200mL/min～1000mL/min)的高精度钟罩式气体流量标准装置，但其对实验室温控要求高；针对中小流量及微小流量的检测(＜200mL/min)，现有技术中通常采用主动活塞式的流量检测装置。

附图1为现有技术中，活塞式气体流量标准装置示意图，由电机等驱动设备推动活塞前进，通过计算活塞内有效横截面积与活塞推动距离的乘积，得到一定时间内流过临界流喷嘴的气体体积，达到标定临界流喷嘴的目的。传统活塞式气体流量标准装置采用单一活塞，这导致当标定流量低于上限流量的30％时，其准确度和重复性显著下降，导致标定的临界流喷嘴的不确定度大大提高，以上限200mL/min活塞式气体流量标准装置为例，其精度只能用于标定(60mL/min～200mL/min)的临界流喷嘴。

综上所述，现有技术中的几种气体流量标准装置在(1mL/min～200mL/min)标定临界流喷嘴时，存在准确度低、复现性差、检测效率低、不确定度高等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双活塞卧式气体流量的标准装置及其标定方法，装置结构紧凑、节能省电、无噪声、易于实现全自动检测等优势，解决了准确度低、复现性差、检测效率低等问题。

本发明提供了一种双活塞卧式气体流量的标准装置，包括底座，驱动装置，光栅尺，双活塞缸，双活塞塞体，传感装置和进气装置，还包括用于驱动控制的PLC控制系统；

其中，驱动装置和双活塞缸架设于底座上，双活塞塞体设置于双活塞缸内，光栅尺设置于驱动装置上；

驱动装置连接双活塞塞体以驱动其在双活塞缸内平行移动，其中双活塞缸为具有两个不同内径腔体且连通的活塞缸，双活塞塞体为两个不同直径且连通的活塞塞体，两个活塞塞体对应的设置于两个活塞缸内，且可以沿着双活塞缸的腔体内平行移动。

进一步地，驱动装置包括伺服电机，电机安装板，联轴器，导向轴，滚珠丝杆，导向轴承和传动连接件，伺服电机安装于电机安装版上，伺服电机的电机轴通过联轴器连接滚珠丝杆的一端；导向轴一端安装于电机安装版上，导向轴一端安装于双活塞缸上，导向轴上套设导向轴承，滚珠丝杆的另一端连接导向板的一侧，导向板的两端连接导向轴承以使得导向板能够沿着导向轴移动；导向板的另一侧连接传动连接件，连接传动件连接双活塞塞体；光栅尺设置于导向轴承上。

进一步地，导向轴为两个。

进一步地，滚珠丝杆通过丝杠螺母贯穿连接导向板的中心孔安装。

进一步地，光栅尺设置于靠近底座的导向轴承上。