[發明專利]一種金屬小體積容器體積測定系統及測定方法

在審

• 申請號: 202011620474.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112945342A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 李軍杰;劉漢彬;張佳;金貴善;張建鋒;韓娟;石曉;郭東僑;齊然;姜華
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01F22/02
• 分類號: G01F22/02;G01L21/00;H01J49/02;H01J49/26
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

本發明屬于同位素測量技術，具體涉及一種金屬小體積容器體積測定系統及測定方法，包括不銹鋼罐、與不銹鋼罐連接的閥門、第一薄膜規和第二薄膜規和全金屬密封閥，全金屬密封閥與泵組件連接，首先拆卸不銹鋼罐，關閉全金屬密封閥門，確定不銹鋼罐質量和注入去離子水后的質量，得出體積，利用酒精確定待測小體積，不銹鋼罐裝回后閥門通氣，通過兩次壓力確定待測小體積，本方法操作簡單、高效、準確性好，系統的設計避免了本身釋氣而導致的壓強波動而對小體積容器的體積測試引起的誤差。

技術領域

本發明屬于同位素測量技術，具體涉及一種金屬小體積容器體積測定系統及測定方法。

背景技術

以一定物質的量的同位素作為稀釋劑，與待測樣品中的氣體同位素在超高真空系統內混合均勻進入質譜儀，測定待測樣品同位素與稀釋劑同位素的比值，進而獲得待測樣品同位素的含量，這種方法稱之為“稀釋劑法”。“稀釋劑法”是測定稀有氣體含量的高精度方法之一，而準確定量移取稀釋劑是稀釋劑法測定稀有氣體含量的基本前提，目前基本上采用一定體積的小體積容器來完成稀釋劑的移取，因此，只有準確測定了小體積容器的大小，才能準確獲得進入質譜儀稀釋劑的物質的量。

目前對于小體積容器的測定主要有兩種方法：(1)質量差值法，即將小體積部分注滿液體，稱量注入液體前后小體積的質量，結合液體的密度，來計算小體積容器的體積大小。由于用在稀有氣體含量測定的小體積容器基本上都為全金屬材質加工，結構多是采用兩個金屬閥頭，靠金屬閥頭各自外部的波紋管伸縮，來密封截取一段小體積。金屬閥頭和波紋管決定了小體積容器具有相對大的質量，而由于待測小體積容器內部體積較小，使得注入液體的質量也相對較小，小體積容器在注入液體前后，整個小體積容器質量變化并不明顯，因此會引起較大的測試誤差；(2)氣體壓強比較法，即將待測小體積和已知體積的小體積容器連至公共部分管道，公共部分管道設計一高精度薄膜規，然后通入一定量的氣體使兩個小體積容器壓強達到平衡，分別將兩個小體積容器內的氣體擴散至公共管道，利用二者產生的壓強比，獲得兩個小體積容器的體積比，進而計算待測小體積的大小。這種方法精度高且操作簡單，但是需要實驗室有標定好的小體積作為參考，且待測小體積的誤差受已知小體積大小的誤差影響較大，因此存在一定的局限性。

發明內容

本發明的目的是提供一種金屬小體積容器體積測定系統及測定方法，其能夠準確測定用于定量移取稀釋劑的小體積容器體積，且適應性較好。

本發明的技術方案如下：

一種金屬小體積容器體積測定系統，包括不銹鋼罐、與不銹鋼罐的測試端口連接的閥門、第一薄膜規和第二薄膜規和全金屬密封閥，且所述的全金屬密封閥與泵組件連接；

所述的閥門包括閥座、設于閥座內的閥瓣和閥頭，以及閥頭的驅動機構；

所述的閥頭包括第一金屬閥頭和第二金屬閥頭；所述的閥座內部分為上下兩個內腔，分別安裝第一金屬閥頭和第二金屬閥頭，兩者分別通過驅動機構驅動在閥座內上下移動；

所述的閥瓣位于閥座內，其中部加工成向內凸出的斜面作為密封面，包括上斜面和下斜面，分別與第一金屬閥頭和第二金屬閥頭構成待測小體積；

所述的閥座的下端加工小體積進氣口，閥座的上端加工小體積出氣口；所述的小體積進氣口和小體積出氣口分別穿過閥瓣與閥體內部相通。

所述的第一金屬閥頭通過與其連接的第一金屬閥頭驅動桿驅動，所述逇第二金屬閥頭通過與其連接的第二金屬閥頭驅動桿驅動。

所述的泵組件包括分子泵和渦旋干泵，兩者通過真空膠管連接。

所述的分子泵通過管路連接離子規，且分子泵通過管路連接全金屬密封閥。

所述的分子泵通過管路連接離子規，其管路上設有法蘭；所述的分子泵通過管路連接全金屬密封閥，其管路上設有法蘭。