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玻璃毛细漏孔漏率的测量 王金锁许红 上海市计量测试技术研究院200233 摘要：本文介绍了我们对毛细漏孔气流状态，漏率测量以及Q—P关系的的研究。我们利用石英玻璃拉制的毛 括被检漏孔的不重复性)U=．2％～5％(k=2)。 关键词：毛细漏孔 不确定度 气流状态 一、概述 随着科学技术的发展，特别是航天、制冷以及汽车制造等行业的发展，检漏技术越来越受到各行业的重 视。特别是对检漏的要求更加定量化，例如在制冷行业对检漏要求在(0．5～20)克，年之间，相当于Oo—sPa． 程中被测部件必须在模拟工作状态，即内充冷媒或氦气达到工作压力8kgf／cm：左右。要想检漏定量化必须用 标准漏孔对检漏仪进行校准，该种标准漏孔必须能够满足范围要求而且必须可以承受大于8kgf／cm2的压力， 目前最常采用的是一种玻璃毛细漏孔，国外厂商只提供给用户一条对特定气体的校准曲线，而并非是给出 计算公式。我们通过一定的理论推导和试验验证得出了对不同的气体，以及不同大小的毛细漏孔的Q—P关 系曲线。为在检漏过程中正确使用毛细漏孔提供了理论基础。 二、毛细漏孔工作原理和理论漏率 毛细漏孔工作原理如图1，将玻璃毛细管拉制一定的内径d和长度L，从而达到一定的流导。在一定的 压差作用下，在特定环境温度下对于特定的校准气体漏率Q一定。 理论漏率计算，首先，很明显该管道UD，20属于隧截面长管道。气流状态包括湍流、粘滞流、分子流以 及过流状态。因为湍流发生在压力和流量都比较大的条件下，因为该漏孔漏率比较小所以可以排除湍流状 态。以下将按照P1为大气压力和真空状态分析该漏孔的漏率理论计算公式。 1．P1为大气压力时 首先必须确定该压力下通过毛细漏孔的气流状态，以20℃的空气为例，对于o．IMPa差压下漏率范围 x (3 率计算公式为公式(2)。 0 c=盖一盖·一2 P2 Pl……·…………………………………………··(1) 漏率计算公式： 图1 一37— 祟．哩二!!)……………………………．(2)… 1280L 2 根据公式(2)有，一旦毛细漏孔固定D和L固定，特特定环境下对特定的校准气体Ⅵ固定，所以该毛 细漏孔的漏率仅和压力P2和P1有关，既有以下公式(3)。 Q=k．掣…………………………．(3) 1．2P1为真空时 当毛细漏孔一端为真空时(压力小于lkPa)气流状态包括了粘滞流、分子流以及过度流状态，因为该状 态十分复杂不能用一固定的公式进行理论计算，所以一般都经过试验方法得到并给出P-Q关系图。 二、试验验证 1．装置结构和原理 我们研制的校准装置采用了目前国际最先进的仪器和设备，并首次实现了计算机数据采集运算，该装置 操作简单，首先安装好标准漏孔，利用千分尺推动测量活塞，测得在活塞行程X时差压计压力变化值 (P2一P1)以及测量时间间隔t，并输入程序，启动测量键，就可以实现不同时间间隔的连续漏率测量。因为在 测量过程中没有人为操作，所以将环境影响降到最小，同时也消除了人为读数偏差等校准不确定度的引入。 阀门2 辨率0．01℃，大气压力由DHI公司生产的数字压力计测量 Q 精度为0．01％。该装置具有以下优点：1)校准不确定度小。 『 2)实现了对各类不同介质(非腐蚀性，且不与空气发生化 I’ 学反应)正压漏孔进行校准。3)计算机采集数据，并运算， | Pr rx 阻 J I．．．．．．．．．_J 实现了长时间连续测量。4)操作简单，易于掌握。5)快速 参考书 校准审