CN110470364A - 一种pVTt法标准容器容积标定的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例中提供了一种pVTt法标准容器容积标定的装置及方法,该装置包括用于承装液氮的液氮容器;用于对所述液氮容器进行称重的称量设备;与所述液氮容器连接的pVTt法标准容器,采用本申请中的方案,使用液氮容器做pVTt法标准容器容积标定,够较好地提高pVTt法标准容器容积标定的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及气体流量计量技术,具体地,涉及一种pVTt法标准容器容积标定的装置及方法。
背景技术
pVTt法气体流量标准装置是间接测量质量流量的一种标准装置,是由测量标准容器内气体压力p、容积V、温度T和时间t来计算标准质量流量,是目前获取标准流量的准确度水平最高的方法之一。
在该测量方法中,标准容器容积的标定是pVTt法装置的最重要的检定项目,其结果对pVTt法装置的准确度影响较大。目前标准容器的容积标定方法有几种,按标定用的介质不同,可以分为气体标定法和水标定法两大类。水标定法与气标定法相比,由于会存在容器内标前残留水、过程中残留气、水含气、与实际使用介质不同等诸多因素的影响,所以高准确度水平的pVTt法装置一般要采用气标法进行容积标定。
但是采用常规气标方法进行标定时,一般采用氮气,氮气瓶在放气后,温度急剧下降,所以往往氮气瓶的外表面凝结一层水。在这种情况下,必须等待氮气瓶的温度回升到环境温度,甚至需要采用吹风、加热等方式致其表面干燥,然后再对天平进行平衡称量,等待的时间较长,往往对一个几立方米的标准容器进行气标总时间需要数天时间,且不容易保证标定重复性,所以这种称量方式很大程度上影响了标定准确度。另外,由于气体介质的密度较小,所以在高压氮气瓶的称量时,有效气体的净质量相比氮气瓶的皮重要小得多,一般15MPa的高压氮气瓶,皮重大约50kg,而气体质量仅约5kg,这种大质量小称量的现象对气体质量称量准确度极为不利。
发明内容
本申请实施例中提供了一种pVTt法标准容器容积标定的装置及方法,能够较好地提高pVTt法标准容器容积标定的准确性。
根据本申请实施例的第一个方面,提供了一种pVTt法标准容器容积标定的装置,包括:用于承装液氮的液氮容器;用于对所述液氮容器进行称重的称量设备;与所述液氮容器连接的pVTt法标准容器。
根据本申请实施例的第二个方面,提供了一种pVTt法标准容器容积标定的方法,所述方法基于液氮实现,包括:获取标准容器充气前容器内压力温度稳定后的第一压力值和第一温度值;获取标准容器充气后容器内压力温度稳定后的第二压力值和第二温度值,以及称重设备的砝码质量值、液氮容器的容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的第一体积值;所述液氮容器上的累积流量计示数,用于连接标准容器和液氮容器的气化器的气化器入口阀和标准容器入口阀之间管段的第二体积值;根据所述第一压力值、第二压力值、砝码质量值和第一体积值,确定容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的氮气质量值;根据所述氮气质量值、第二体积值、第一温度、第二温度和累积流量计示数,确定标准容器的标准容积。
采用本申请实施例中提供的pVTt法标准容器容积标定的装置,用于承装液氮的液氮容器;用于对所述液氮容器进行称重的称量设备;与所述液氮容器连接的pVTt法标准容器。基于液氮实现气体标定,避免了大皮重小称量的缺点,并且采用一个液氮容器即可完成对标准容器的充气,避免了中间频繁更换换气瓶而重复去皮再称量的步骤,有利提高称量准确度,提高最终结果的准确性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为通常情况下pVTt法标准容器容积标定的装置结构组成示意图;
图2为本发明实施例提出的pVTt法标准容器容积标定的装置结构组成示意图;
图3为本发明实施例提出的pVTt法标准容器容积标定的方法流程图。
具体实施方式
在实现本申请的过程中,常规气标方案的原理如图1所示,包括用于抽真空的真空泵1,连接真空泵1和标准容器3的截止阀一2,标准容器3上包含用于测量标准容器3的压力传感器4和温度传感器6,连接标准容器3和高压氮气瓶9的截止阀二6、快速接头7、截止阀三8,用于称重的天平10和平衡托盘11。
通常情况下,一般选用纯度为99.999%的氮气介质,其具体处理方法如下述:
首先,执行清扫程序。开启真空泵,将标准容器内的空气抽出后,充入氮气,再用真空泵将标准容器内的气体抽出,然后再充入氮气,如此反复几次,直到认为标准容器内空气扫净为止。打开截止阀一,启动真空泵,将标准容器内的氮气抽出,直到标准容器内的压力到预定的压力pe,关闭截止阀一和真空泵。
待标准容器内的氮气温度稳定后,测量其压力pe和温度Te。放置高压氮气瓶于天平上,并将天平调至平衡。将氮气瓶与标准容器接通,并打开截止阀二和截止阀三,使高压氮气瓶的氮气充进标准容器内。然后关闭截止阀二和截止阀三,断开快速接头。在天平放置高压氮气瓶的一端加放替代砝码,使天平再次平衡,记录第一次充氮时替代砝码质量m1。重复充氮直到第k次,标准容器内压力达到预定的压力为止,这样,又得到m2,m3,……mk。待标准容器内的氮气温度稳定后,测量其压力Pf和温度Tf。
按照上述,对标准容器进行第2次、第3次,直到第n次标定。
然后采用相应公式进行计算标准容积值。
发明人发现,常规气标方案的弊端如下:
(1)氮气瓶在放气后其温度急剧下降,所以往往氮气瓶的外表面凝结一层水。在这种情况下,必须等待氮气瓶的温度回升到环境温度,甚至需要采用吹风、加热等方式致其表面干燥,然后再对天平进行平衡称量,等待的时间较长,往往对一个几立方米的标准容器进行气标总时间需要数天时间,且不容易保证标定重复性,所以这种称量方式很大程度上影响了标定准确度。
(2)由于气体介质的密度较小,所以在高压氮气瓶的称量时,有效气体的净质量相比氮气瓶的皮重要小得多,一般15MPa的高压氮气瓶,皮重大约50kg,而气体质量仅约5kg,这种“大质量小称量”的现象对气体质量称量准确度极为不利。
针对上述问题,本申请实施例中提供了一种pVTt法标准容器容积标定的装置及方法,该装置包括用于承装液氮的液氮容器;用于对液氮容器进行称重的称量设备;与液氮容器连接的pVTt法标准容器。在本申请实施例提出的技术方案中,提出了采用基于液氮称重和液氮气化的方式进行气标,将气体质量的称量转化为液态介质的称量,降低了称量的难度并提高了称量准确度。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现,例如,面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是所有实施例的穷举。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请实施例提出一种pVTt法标准容器容积标定的装置,如图2所示,包括:
用于承装液氮的液氮容器2;其中液氮容器上包含被压阀5,与被压阀5连接的用于测量累积流量的累积流量计6;液氮容器2上包含用于测量液氮容器2的压力的压力表7,和测量液氮容器2的温度的温度计8;液氮容器2上包含用于气路流量调节的气路流量调节阀9,与气路流量调节阀9连接的气流管路10;液氮容器2上包含与气路流量调节阀9并列设置的液氮流量调节阀15,液氮流量调节阀15用于调节液氮容器2中的液氮流量;液氮流量调节阀15设置在液流管路14上。
在使用时,液氮容器2中装有液氮3和氮气4.
在本申请实施例提出的技术方案中,液氮容器顶部设置压力与温度监测设备,可实时查看容器内气体的压力及温度。
在本申请实施例中,在累积流量计6和液氮容器2之间设置被压阀5,用以设定液氮容器的压力上限,当由于液氮容器2内由于液氮的挥发致压力上升至设定值时,液氮容器主动放气并由后方的累计流量计测量放气量,从而保证液氮容器2不会超压。
设置液流支路和气流支路两条溢出管路,其中液流支路为主溢流管路,当气路流量调节阀关闭时,由于液氮容器的自生增压作用,液氮将由上方气压的作用将液氮导入液流支路,经过液氯流量调节阀、容器总阀和气化器入口阀进入气化器,当气路截止阀打开时,液流支路由于压力的平衡而停止溢出,气体将由于容器内压作用而进入气化器,通过流量调节阀、气路流量调节阀和容器总阀三个阀门的配合控制即可控制液流或气流的溢出及溢出量大小。
液氮容器2上包含用于控制液氮容器的2容器总阀11,容器总阀1分别与液氮流量调节阀15和气路流量调节阀9串接。
该装置包括用于对所述液氮容器进行称重的称量设备1。
具体实施中,可以根据被标标准容器容积设计值和最终气标状态的压力值计算所需液氮量,选用有容积余量的液氮容器和相应量程的高分辨率电子天平作为称量设备。
与液氮容器2通过用于将液氮气化的气化器16连接的pVTt法标准容器20。
其中气化器16通过快速接头一13、气化器入口阀12与液氮容器2连接,快速接头一13连接液氮容器2的容器总阀11后,通过气化器入口阀12连接气化器16。
气化器16通过瞬时流量计17、快速接头二18、标准容器进口阀19与标准容器20连接,瞬时流量计17连接气化器16,标准容器进口阀19设置在标准容器20上。
本申请实施例提出的技术方案中,在容器总阀和气化器入口设置快速接头二,用以称重部分和气化器部分的快速断开,将称重部分独立出来进行称重,使其不受外部管路连接的影响。
标准容器20包含用于检测标准容器20压力的压力传感器21、用于检测标准容器20温度的温度传感器22;标准容器20还通过标准容器放气阀25连接用于抽真空的真空泵24;标准容器20上还设置用于打开标准容器20进行放气的标准容器放气阀25。
在本申请实施例提出的技术方案中,容器总阀和气化器入口阀之间的快速接头和管路应尽可能的短和小,减小该段管路附加体积的影响。气化器为水浴换热***,盘绕的换热管路细而长,既增大换热面积又尽量减少气容量,减少附加管路容积对标准容器气标的影响。气化器后设置瞬时流量测量设备,用以监测进入标准容器内的气体流量大小。
在本申请实施例提出的技术方案中,液氮容器2采用真空夹层保温容器,可以较好地避免液氮容器外壁由于低温作用而凝露或结霜,提升称量准确度。
在本申请实施例提出的技术方案中,液氮容器2的大小及液氮量根据被标标准容器20的大小及压力计算得到,避免液氮量过多或过少,造成浪费的问题。
液氮称量方式采用砝码替代法,并结合累积流量计获取得到的累积溢出质量,得到标准质量值,其中累积流量计用以测量在液氮容器内超过设定压力值时的氮气溢出量,该累计质量值相对整体液氮的质量变化量为一小量,该种测量方式确保了质量称量的准确度。
基于图2所示的装置,本申请实施例还提出一种pVTt法标准容器容积标定的方法,如图3所示,其具体处理流程如下述:
步骤31,获取标准容器充气前容器内压力温度稳定后的第一压力值和第一温度值。
向液氮容器内注入液氮至满,液氮容器内的顶部的氮气经过气化器、快速接头二排至液氮容器外部,调整被压阀的压力使被压阀所在管路进行预排气,当所有管路预排气完成并且液氮容器自挥发速度均匀后,依次连接快速接头二、关闭气化器入口阀、关闭液氮容器总阀、打开标准容器进口阀;并断开快速接头一,用户将液氮容器与其它设备隔离;
待标准容器内压力温度稳定时,获取标准容器的第一压力值和第一温度值。
步骤32,获取标准容器充气后容器内压力温度稳定后的第二压力值和第二温度值,以及称重设备的砝码质量值、液氮容器的容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的第一体积值;液氮容器上的累积流量计示数,用于连接标准容器和液氮容器的气化器的气化器入口阀和标准容器入口阀之间管段的第二体积值。
步骤33,根据第一压力值、第二压力值、砝码质量值和第一体积值,确定容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的氮气质量值。
步骤34,根据氮气质量值、第二体积值、第一温度、第二温度和累积流量计示数,确定标准容器的标准容积。
具体实施中,按照下述公式一,确定容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的氮气质量值:
其中,mK是氮气质量值,pf是第二压力值,pe是第一压力值,VK是第一体积值。
具体实施中:按照下述公式二,确定标准容器的标准容积:
其中,VN是标准容器的标准容积;Cp'是压力修正系数,Cθ'是温度修正系数;pN标准容器在标准状态下的标准压力,Ze是标准容器内充氮前的氮气压缩系数,Zf是标准容器内充氮后的氮气压缩系数,ZN是标准容器在标准状态下的氮气压缩系数,ZN=0.99978;Te是第一温度,Tf是第二温度,TN是标准容器内在标准状态下的标准温度;ρN是在标准状态下氮气的密度,ρN=1.1648kg/m3;Cb是空气浮力修正系数;mb是砝码质量值;mL是累积流量计示数;Vq是第二体积。
具体实施中,在向液氮容器内注入液氮之前,还包括:根据标准容器容积设计值和最终气标状态的压力值计算所需液氮量;以及开启真空泵,将标准容器内的空气抽出;以及打开液氮容器上的气路流量调节阀、容器总阀和用于连接液氮容器和液氮容器的气化器入口阀,断开快速接头二,关闭液氮流量调节阀。
可选地,在获取标准容器充气前容器内压力温度稳定后的第一压力值和第一温度值之后,获取标准容器充气后容器内压力温度稳定后的第二压力值和第二温度值之前,还包括:调整被压阀压力至所需气标压力设定倍数值,称量设备示值稳定时清零累积流量计示数,并获得所述称量设备的示值;依次连接快速接头一、打开气化器入口阀,氮气经气化器充入标准容器,由瞬时流量计监测进气流量大小,调整液氮流量调节阀和气路调节阀开度大小,使进入标准容器的气量保持设定的流量值,其中所述液氮容器内的压力不超过被压阀设定值;当标准容器压力达到气标状态的压力值时,关闭液氮流量调节阀,打开气路调节阀,氮气注入气化器,待流通管路不再存在液氮介质时,关闭容器总阀,打开气路流量调节阀和液氮流量调节阀,关闭气化器入口阀;断开快速接头一,独立液氮容器,当背压阀处没有流量溢出且称量设备读数稳定时,称量设备平台上加载标准砝码至气标前初始示值。
一种较佳地实现方式,本申请实施例基于图2所示的装置,给出一种pVTt法标准容器容积标定的方法,根据被标标准容,20的容积设计值和最终气标状态的压力值计算所需液氮量,选用有容积余量的液氮容器2和相应量程的高分辨率电子天平作为称重设备。其具体处理流程如下述:
步骤一,开启真空泵,将标准容器内的空气抽出后,充入氮气,再用真空泵将气体抽出,如此反复几次,直到认为标准容器内的空气影响可忽略为止。
步骤二,清扫空气。
按照图2所示,连接各设备和各管路,打开气路流量调节阀、容器总阀和气化器入口阀,断开快速接头二,关闭液氮流量调节阀。
步骤三,管路预排气。
向液氮容器内液氮至满,使液氮容器内的顶部的氮气经过气化器、快速接头二排至外部,调整被压阀的压力使的被压阀所在的管路预排气,当所有管路预排气完成并且液氮容器自挥发速度均匀后,依次连接快速接头二、关闭气化器入口阀、关闭液氮容器总阀、打开标准容器进口阀。
步骤四,断开快速接头一,使称重部分独立出来不受连接管路的影响。
步骤五,待标准容器内压力温度稳定后测量并记录标准容器的第一压力值和第一温度值。
其中第一压力值是标准容器的初始压力值,第一温度值是标准容器的初始温度值。
具体实施中,第一压力值采用pe表示,第一温度值采用Te表示。
步骤六,快速调整被压阀压力至所需气标压力1.2倍数值,称量设备示值稳定时清零累积流量计示数并记录此时称量设备示值。
步骤七,依次连接快速接头一、缓慢打开气化器入口阀,标准容器内氮气经气化器充入标准容器,由瞬时流量计监测进气流量大小,调整液氮流量调节阀和气路调节阀开度大小,使进入标准容器的气量保持合适的流量值,同时保持液氮容器内的压力不超过被压阀设定值。
步骤八:当标准容器压力将要达到气标状态的压力值时,关闭液氮流量调节阀,打开一定开度的气路调节阀,仅使氮气注入气化器,待流通管路不再存在液氮介质时,关闭容器总阀,打开气路流量调节阀和液氮流量调节阀,关闭气化器入口阀。
步骤九:断开快速接头一,再次使称称重部分独立出来,当背压阀处没有流量溢出且称量设备读数稳定时,称量设备平台上加载标准砝码至气标前初始示值。
其中砝码质量值通过mb表示,累积流量计示数通过mL表示。
步骤十:待标准容器内压力温度稳定后测量并记录标准容器压力值和温度值。
此时标准容器压力值作为第二压力值,采用pf表示,温度值作为第二温度值,采用Tf表示。
步骤十一:通过几何测量法得到容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的体积值VK,以及气化器入口阀和标准容器入口阀之间管段体积值Vq的数值。
其中,为便于区分和阐述,在上述步骤十一中,容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的体积值作为第一体积值,通过VK表示,气化器入口阀和标准容器入口阀之间管段体积值作为第二体积值,通过Vq表示。
步骤十二:按照下述公式,确定容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的氮气质量值:
其中,mK是氮气质量值,pf是第二压力值,pe是第一压力值,VK是容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的体积值,即第一体积值,单位是立方米。
按照下述公式,确定标准容器的标准容积:
其中,VN是标准容器的标准容积,单位是立方米;Cp'是压力修正系数,Cθ'是温度修正系数;pN是标准状态绝对压力值,pN=101325Pa;Ze是标准容器内充氮前的氮气压缩系数,Zf是标准容器内充氮后的氮气压缩系数,ZN是标准容器在标准状态下的氮气压缩系数,ZN=0.99978;Te是第一温度,Tf是第二温度,TN是标准容器内在标准状态下的标准温度;ρN是在标准状态下氮气的密度,ρN=1.1648kg/m3;Cb是空气浮力修正系数;mb是砝码质量值;mL是气标过程中累积流量计监测到的氮气溢出量,即累积流量计示数;Vq是气化器入口阀和标准容器入口阀之间管段体积值,即第二体积。
步骤十二:按照上述十一个步骤,重复六次,取平均值:
按照上述步骤对标准容器进行6次测量求平均,如下式所示,得到标准容器标准容积值。
其中,——标准容积的标准容积的测量结果,m3;Vi——第i次测量得到的标准容器的标准容积,m3。
采用本申请实施例上述提出的技术方案,能够避免了大皮重小称量的缺点,并且采用一个液氮容器即可完成对标准容器的充气,避免了中间频繁更换换气瓶而重复去皮再称量的步骤,有利提高称量准确度,经分析,结合砝码替代法该方案的质量称量准确度可达0.005%,气标容积的准确度可达0.015%。因此能够较好地提高标准容器容积气标的准确度。避免了传统气标方式冗长的气标过程,同样由于缩短了整个气标时间,也避免了诸如各管路阀门接口的微泄漏等其他不确定性因素的影响,同样有利于提高气标准确度。采用液氮气化的方式一次将标准容器增压至被标压力值,整个气标过程可缩短至8小内,较传统方式有大幅改进,显著提高了气标的效率。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种pVTt法标准容器容积标定的装置,其特征在于,包括:
用于承装液氮的液氮容器;
用于对所述液氮容器进行称重的称量设备;
与所述液氮容器连接的pVTt法标准容器。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述液氮容器上包含被压阀,与所述被压阀连接的用于测量累积流量的累积流量计;
所述液氮容器上包含用于测量所述液氮容器的压力的压力表,和测量所述液氮容器的温度的温度计;
所述液氮容器上包含用于气路流量调节的气路流量调节阀,与所述气路流量调节阀连接的气流管路;
所述液氮容器上包含与所述气路流量调节阀并列设置的液氮流量调节阀,所述液氮流量调节阀用于调节液氮容器中的液氮流量;
所述液氮容器上包含用于控制所述液氮容器的容器总阀,所述容器总阀分别与液氮流量调节阀和所述气路流量调节阀串接。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述液氮容器和所述标准容器之间通过用于将液氮气化的气化器连接。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述气化器通过快速接头一、气化器入口阀与液氮容器连接,所述快速街头一连接所述液氮容器后通过快速接头一连接所述气化器。
5.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述气化器通过瞬时流量计、快速接头二、标准容器进口阀与标准容器连接,所述瞬时流量计连接气化器,所述标准容器进口阀设置在所述标准容器上。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述标准容器包含用于检测所述标准容器压力的压力传感器、用于检测所述标准容器温度的温度传感器;
所述标准容器还通过标准容器放气阀连接用于抽真空的真空泵;
所述标准容器上还设置用于打开标准容器进行放气的标准容器放气阀。
7.一种pVTt法标准容器容积标定的方法,其特征在于,所述方法基于液氮实现,包括:
获取标准容器充气前容器内压力温度稳定后的第一压力值和第一温度值;
获取标准容器充气后容器内压力温度稳定后的第二压力值和第二温度值,以及称重设备的砝码质量值、液氮容器的容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的第一体积值;所述液氮容器上的累积流量计示数,用于连接标准容器和液氮容器的气化器的气化器入口阀和标准容器入口阀之间管段的第二体积值;
根据所述第一压力值、第二压力值、砝码质量值和第一体积值,确定容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的氮气质量值;
根据所述氮气质量值、第二体积值、第一温度、第二温度和累积流量计示数,确定标准容器的标准容积。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,按照下述公式,确定容器总阀和气化器入口阀之间管段的放空的氮气质量值:
其中,mK是氮气质量值,pf是第二压力值,pe是第一压力值,VK是第一体积值。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,按照下述公式,确定标准容器的标准容积:
其中,VN是标准容器的标准容积;Cp'是压力修正系数,Cθ'是温度修正系数;pN是标准状态绝对压力值,pN=101325Pa;标准容器在标准状态下的标准压力,Ze是标准容器内充氮前的氮气压缩系数,Zf是标准容器内充氮后的氮气压缩系数,ZN是标准容器在标准状态下的氮气压缩系数,ZN=0.99978;Te是第一温度;Tf是第二温度;TN是标准状态热力学温度值,TN=273.15K,;ρN是在标准状态下氮气的密度,ρN=1.1648kg/m3;Cb是空气浮力修正系数;mb是砝码质量值;mL是累积流量计示数;Vq是第二体积。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获取标准容器充气前容器内压力温度稳定后的第一压力值和第一温度值,包括:
向液氮容器内注入液氮至满,液氮容器内的顶部的氮气经过气化器、快速接头二排至液氮容器外部,调整被压阀的压力使被压阀所在管路进行预排气,当所有管路预排气完成并且液氮容器自挥发速度均匀后,依次连接快速接头二、关闭气化器入口阀、关闭液氮容器总阀、打开标准容器进口阀;并断开快速接头一,用户将液氮容器与其它设备隔离;
待标准容器内压力温度稳定时,获取标准容器的第一压力值和第一温度值。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在向液氮容器内注入液氮之前,还包括:
根据标准容器容积设计值和最终气标状态的压力值计算所需液氮量;以及开启真空泵,将标准容器内的空气抽出;以及打开液氮容器上的气路流量调节阀、容器总阀和用于连接液氮容器和液氮容器的气化器入口阀,断开快速接头二,关闭液氮流量调节阀。
12.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在获取标准容器充气前容器内压力温度稳定后的第一压力值和第一温度值之后,获取标准容器充气后容器内压力温度稳定后的第二压力值和第二温度值之前,还包括:
调整被压阀压力至所需气标压力设定倍数值,称量设备示值稳定时清零累积流量计示数,并获得所述称量设备的示值;
依次连接快速接头一、打开气化器入口阀,氮气经气化器充入标准容器,由瞬时流量计监测进气流量大小,调整液氮流量调节阀和气路调节阀开度大小,使进入标准容器的气量保持设定的流量值,其中所述液氮容器内的压力不超过被压阀设定值;
当标准容器压力达到气标状态的压力值时,关闭液氮流量调节阀,打开气路调节阀,氮气注入气化器,待流通管路不再存在液氮介质时,关闭容器总阀,打开气路流量调节阀和液氮流量调节阀,关闭气化器入口阀;
断开快速接头一,独立液氮容器,当背压阀处没有流量溢出且称量设备读数稳定时,称量设备平台上加载标准砝码至气标前初始示值。
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