[發(fā)明專利]抽真空系統(tǒng)氣體抽除速度測量裝置及其方法的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310754775.3
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103743442A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳標(biāo)平;譚國棠;胡雙麗;丘福生
• 申請（專利權(quán)）人: 中山凱旋真空技術(shù)工程有限公司
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及抽真空系統(tǒng)氣體抽除速度的測量，以及該抽真空系統(tǒng)氣體抽除速度測量方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

當(dāng)前關(guān)于氣體流量測量的方法多種多樣，但是基于這些方法設(shè)計(jì)的流量計(jì)一般僅針對非真空（大于100kPa）或真空度不高的情形。在較高真空的狀態(tài)下進(jìn)行氣體流量的測量時，由于此時氣體流量密度小、氣流推力過?。ê芏鄷r候絕對壓力小于100Pa），目前沒有合適的流量計(jì)能夠直接測量得到該狀態(tài)下的空氣流量。為了測量上述狀態(tài)下的空氣流量，很多工程上以真空泵的理論抽速曲線和真空管道的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)數(shù)值，通過理論計(jì)算來得到與實(shí)際較接近的抽真空系統(tǒng)抽氣量速度曲線，但隨著真空泵工作時間的加長，真空度的提高，抽真空系統(tǒng)的氣體抽除速度與該理論值相比，會產(chǎn)生越來越大的偏差，從而使上述依靠理論計(jì)算得到的數(shù)據(jù)無法反映真實(shí)的抽真空氣流速度。而在抽真空氣流速度不能準(zhǔn)確獲得的情況下，就無法準(zhǔn)確獲知真空容器中抽真空的狀態(tài)，從而使抽真空無法有的放矢，盲目性增大。因此，如何在接近絕對真空的狀態(tài)下，較為準(zhǔn)確地得到抽真空速度，以獲得準(zhǔn)確的相關(guān)抽真空數(shù)據(jù)，成為業(yè)界急需解決的問題。

另外，絕緣材料是油浸變壓器絕緣的主要部件，油浸變壓器的器身除了鐵芯和導(dǎo)線外，大部分是絕緣材料。這些纖維質(zhì)的絕緣材料在自然環(huán)境下通常含有6%～8%的水分，在器身裝配過程中，絕緣材料還會進(jìn)一步受潮或浸濕。因?yàn)榻^緣材料的的含水率是影響介質(zhì)的電氣強(qiáng)度、變壓器的可靠性和使用壽命的主要因素，因此變壓器絕緣材料的干燥處理是變壓器生產(chǎn)過程中重要環(huán)節(jié)之一，特別是在超高壓大型變壓器的生產(chǎn)過程中，對絕緣材料干燥處理后的含水率要求尤為嚴(yán)格。國家標(biāo)準(zhǔn)對不同電壓等級和容量的變壓器中絕緣材料的含水率做了明確規(guī)定，纖維絕緣材料干燥結(jié)束后要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)平均含水率為0.5%～0.1%。

由于變壓器器身干燥處理需要在真空環(huán)境下進(jìn)行，并且真空容器內(nèi)溫度可達(dá)到115℃～120℃，因此目前還沒有技術(shù)手段可以測量器身的絕緣材料在干燥處理過程中的含水率，而只能通過測量干燥處理真空容器內(nèi)殘余氣體的含水率來間接推斷真空容器內(nèi)絕緣材料的含水率是否已達(dá)標(biāo)。通常以罐內(nèi)單位質(zhì)量的絕緣材料在單位時間內(nèi)出水的質(zhì)量來衡量罐內(nèi)絕緣材料的干燥處理是否達(dá)標(biāo)，其通用的單位為克/噸小時（g/th）。

ABB公司的氣相干燥設(shè)備中，帶有一種基于五氧化二磷吸附原理制成的水分壓測量儀。由于此儀器存在受環(huán)境影響大、對真空容器密封要求嚴(yán)格、測量周期長以及需要經(jīng)常更換有毒的五氧化二磷等弊端，其應(yīng)用狀況不是很好，常常因?yàn)椴僮魅藛T操作不當(dāng)使真空密封不良從而使五氧化二磷受潮或因疏于更換五氧化二磷而使測量產(chǎn)生很大誤差。

在工程上還有一種方法是使用露點(diǎn)儀測量真空抽氣管道中氣體的水蒸汽分壓。因?yàn)樗羝Y(jié)露溫度（露點(diǎn)）與環(huán)境氣氛的水蒸汽分壓是一一對應(yīng)關(guān)系，以測量得到的露點(diǎn)溫度及環(huán)境溫度，可經(jīng)計(jì)算得到水蒸汽分壓。然而，這種測量方式只能得到氣體中的水蒸汽分壓，因?yàn)槿鄙賳挝粫r間內(nèi)從罐內(nèi)抽出的氣體量數(shù)據(jù)，只能根據(jù)真空泵的理論抽速來計(jì)算出水率，而抽真空系統(tǒng)的實(shí)際抽速與理論計(jì)算存在誤差，而且隨著設(shè)備的使用年限的加長，抽真空系統(tǒng)抽氣速度不可避免地發(fā)生較大的變化，越來越偏離理論值，使計(jì)算誤差不斷增大，以至其應(yīng)用狀況越來越差。因此很多廠家不認(rèn)可這種測量方法。

綜上所述，現(xiàn)有的出水率測量裝置都存在明顯缺陷，或使用劇毒物質(zhì)不安全，易污染環(huán)境，設(shè)備操作復(fù)雜；或缺少測量參數(shù)，只憑理論值代，無設(shè)備工作參數(shù)變化時修正的誤差功能等等。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的為提供一種能夠準(zhǔn)確有效地測量較高真空狀態(tài)下抽真空系統(tǒng)的氣體抽除速度測量裝置。該裝置通過對較高真空狀態(tài)下氣體流量與抽真空管道真空度進(jìn)行關(guān)聯(lián)標(biāo)定，從而可以通過對該狀態(tài)下真空度的檢測來確定氣體抽除速度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種抽真空系統(tǒng)氣體抽除速度測量裝置，用于抽真空系統(tǒng)抽真空的抽氣速度測量，所述抽真空系統(tǒng)包括真空機(jī)組、抽真空管道和閥門，所述抽真空速度標(biāo)定系統(tǒng)包括真空傳感器、定流量進(jìn)氣裝置和控制裝置，所述真空傳感器和所述定流量進(jìn)氣裝置均連通設(shè)置在所述抽真空管道上，所述控制裝置以電氣測控形式連接所述定流量進(jìn)氣裝置和所述真空傳感器，所述控制裝置控制所述定流量進(jìn)氣裝置動作、采集所述定流量進(jìn)氣裝置和所述真空傳感器的數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行計(jì)算和存儲，確定所述真空傳感器測得的真空度的數(shù)值與所述定流量進(jìn)氣裝置的氣體流量數(shù)值的關(guān)系。