Способ измерения абсолютных давлений газов и вакуума

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 09). (19 6047 ЕЛЬСТВУ в мерныи объем, присоедиуум ной системе, напускают ество пробного газа, изме- времени достижения задании пробного газа на фикместа напуска расстоянии, еделяют по следующей заШеста к, 19 занов Лостроен ЭТУ ч Г, А,. 45 - 52. бно где узии ый коэффициент СУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛЮТНЫХ ДАВЛЕНИЛ ГАЗОВ И УМА, отличающийся тем, что, с обеспечения измерения давлений хи агрессивных газов и расширения д АБСО- ВАКУцелью ически апазона измерении,ненный к вакзаданное количряют интервалной концентрацсированном ота давление опвисимостиР - коэффициен газа; Т - измеренный расстояние ного газа д трации; Д -градуировочИзобретение относится к области вакуумной техники, а именно к технике измерения полных давлений газов или их смесей.Известен способ измерения абсолютных и относительных давлений газов в диапазоне 10 - 10 Па, основанный на измерении силы, действующей на единицу площади поверхности измерительного элемента 11,Однако использование по данному способу механических измерительных элементов - мембран, поршней, трубок с жидкостями и т.п., не позволяет производить измерения давления агрессивных газов или их смесей вследствие возникновения химических реакций и изменения градуировочных характеристик манометров.Известны также способы измерения давле ний газов в диапазоне давлений 10 - 10 Па, основаные на регистраций параметров явлений молекулярного переноса, в частности вязкости и теплопроводности 12,Однако в области давлений выше 10 Па коэффициенты вязкости и теплопроводности гаэов практически не зависят от давления, что ограничивает рабочий диапазон манометров, реализующих эти способы.Целью изобретения является обеспечение измерения давлений химически агрессивных газов и расширение диапазона измерения.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения абсолютных давлений газов и вакуума, в мерный объем, присоединенный к вакуумной системе, напускают заданное количество пробного газа, измеряют интервал времени достижения заданной концентрации пробного газа на фиксированном от места напуска расстоянии, а давление определяют по следующей зависимости:Р =АТ - ,где А - градуировочный коэффициент;0 - коэффициент диффузии пробногогаза в исследуемом газе или в смеси газов;1 - расстояние от места напуска пробного газа до измерителя концентрации;1 измеренный интервал времени.Возможность измерения абсолютных давлейий химически агрессивных газов и расширение диапазона измеряемых давлений обеспечивается за счет того, что пробный газ в мерном объеме в результате явления диффузии распространяется во всех направлениях, при этом концентрация пробного газа растет во времени от нулевого уровня до заданной величины в выбранной точке мерного объема, удаленной на фиксированное расстояние от места напуска. Коэффициент диффузии пробного газа является функцией давления измеряе 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 мого газа в диапазоне 10 - 10 Па и выше.При использовании предлагаемого способа необходимо проводить градуировку измерительного устройства, реализующего способ, и определять градуировочный коэффициент,На чертеже показана функциональная схема устройства, позволяющего реализовать способ измерения абсолютных давлений газов и вакуума.Устройство состоит из системы 1 напуска пробного газа, мерного объема 2, системы 3 измерения интервалов времени, системы 4 измерения концентрации пробного газа и контролируемой вакуумной системы 5.Измерение давления производят следующим образом,Пробный газ из устройства 1 напуска в определенный момент времени, фиксируемый системой 3 измерения временного интервала, напускают в объем 2, в котором находится газ или смесь газов, давление которых подлежит измерению. Пробный газ диффундирует в объеме 2 в любом направлении, в том числе и в направлении системы 4 измерения концентрации пробного газа, отнесенной от места напуска пробного газа на фиксированное расстояние 1 Момент прихода определенного количества пробного газа в систему регистрации регистрируют системой 3. Интервал времени между напуском пробного газа и его регистрацией в системе 4 зависит от скорости диффузии молекул пробного газа в исследуемом газе, которая зависит от давления, и следовательно, измеренный интервал времени позволяет судить о давлении в объеме 2 и в контролируемой вакуумной системе 5.Интервалы времени между напусками порций пробного газа должны быть больше постоянной времени системы Ч/Я, где У - общий объем камеры 2 и вакуумной системы 5; 5 - быстрота откачки в системе 5, В этом случае способ реализуется путем дискретных измерений,Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа измерений абсолютных давлений газов и вакуума состоит в следующем.Способ обеспечивает возможность измерения давления агрессивных газов, при этом в качестве пробного газа должен быть выбран один из инертных газов, и измерение давления в более широком диапазоне давлений, чем при измерениях по известным способам, основанным на регистрации параметров явлений молекулярного переноса. Это связано с тем, что коэффициент диффузии является функцией давления в диапазоне 10 -10 Па.Наиболее эффективно предлагаем ьгй способ может быть использован в облас1136047 Составитель А. Зосимов Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор О. Луговая Заказ 10276/3 Тираж 898 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениИ и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4тях техники (в промышленности и в лабораторных исследованиях) в случаях, когда измеряемое абсолютное давление близко к атмосферному, а газы и/или их смеси агрессивны, например в металлургии химии,пищевой промышленности.