本發(fā)明涉及一種控制裝置，尤其是涉及一種高精度的壓力控制裝置。
背景技術：
壓力控制裝置是一種能夠提供恒定壓力環(huán)境的裝置，是一些實驗環(huán)境所需的基本設備，常用于化學反應實驗、石油化工領域和科學實驗等方面。壓力控制裝置的控壓精度不僅依賴于反饋系統(tǒng)的優(yōu)化設計還強烈依賴于所使用的壓力計精度，對于高精度壓力控制系統(tǒng)常常使用操作簡單、性能穩(wěn)定、準確度高的活塞壓力計?；钊綁毫τ嬍腔谂了箍ǘ杉傲黧w靜力學平衡原理產(chǎn)生的一種高準確度、高復現(xiàn)性和高可信度的標準壓力計量儀器，被廣泛應用在常規(guī)測量、精密測量和量值傳遞等方面，常作為壓力基準器用來校準其它壓力計，也常用在對壓力精度控制要求較高的監(jiān)測環(huán)節(jié)。
在壓力控制裝置中，由于活塞壓力計的活塞缸套間存在有微小的間隙，測壓氣體會通過此間隙外泄、損失，從而導致壓力測量周期很短，并伴隨出現(xiàn)壓力連續(xù)脈沖波動的情況；為降低此壓力損失，常采用薄膜差壓計直接將活塞壓力計與被測空間隔離，但是薄膜壓力計的隔離只能阻止活塞壓力計不泄露系統(tǒng)內的氣體到外部環(huán)境，并不能有效阻止活塞壓力計內部的氣泄漏，不能保證活塞壓力計的活塞長期處于穩(wěn)定的狀態(tài)，因而并不能有效解決因泄露造成的測壓周期短和壓力連續(xù)波動的問題。此外，由于壓力控制裝置的工作空間結構的設計以及進氣管和出氣管等配氣環(huán)路的設計不太合理，會出現(xiàn)部分管段分擔壓力的情況，不能保證壓力處處相等，導致出現(xiàn)“死空間”，進而影響壓力等其它參數(shù)的控制和測量。
因此，要獲得長期、穩(wěn)定的高精度壓力控制，需要設計新的壓力控制補償環(huán)路和優(yōu)化配氣環(huán)路結構。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種長期、穩(wěn)定的高精度壓力控制，避免出現(xiàn)“死空間”。
本發(fā)明提供了一種高精度的壓力控制裝置，其包括：氣瓶，其包括有高純度的工作氣體；至少一個腔體，所述氣瓶與所述至少一個腔體的進氣管道連接，所述至少一個腔體的出氣管連接到壓力計，所述工作氣體通過所述壓力計進入到反饋回路。
其中，所述工作氣體為氦氣。
其中，所述至少一個腔體包括第一腔體和第二腔體。
其中，所述高精度的壓力控制裝置還包括冷阱。
其中，所述高精度的壓力控制裝置包括至少一個閥門。
其中，所述第一腔體和第二腔體之間連通。
本申請?zhí)岢鲆环N結構簡單、控壓精度高的微流量補償環(huán)路壓力控制裝置，其解決了絕對壓力測量過程中活塞壓力計內部泄氣導致測壓周期短、連續(xù)波動大和測壓管路存在“死空間”等問題。
附圖說明
圖1為本發(fā)明高精度的壓力控制裝置的結構示意圖。
具體實施方式
為了便于理解本發(fā)明，下面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行說明，本領域技術人員應當理解，下述的說明只是為了便于對發(fā)明進行解釋，而不作為對其范圍的具體限定。
圖1所示為本發(fā)明高精度的壓力控制裝置的結構示意圖。所述高精度的壓力控制裝置包括氣瓶1，所述氣瓶1中優(yōu)選為高純氦氣；所述氣瓶1通過管路連接壓力腔體12和工作腔體13，并作為壓力腔體12和工作腔體13的高純度氣源；其中，所述氣瓶1中的氣體通過進氣管17進入到壓力腔體12內部的工作腔體13中，之后通過壓力腔體12上的出氣管18流出，其中工作腔體13位于壓力腔體12的內部，在所述工作腔體中包括連通結構14，通過連通結構14將壓力腔體12和工作腔體13連接起來，使得壓力腔體12、工作腔體13、進氣管17和出氣管18等空間壓力處處相等，有效避免出現(xiàn)部分測壓管路分擔壓力的情況，從而避免“死空間”的出現(xiàn)。本發(fā)明的附圖中只是示意性的給出了工作腔體12和壓力腔體13之間相對位置關系，其中，工作腔體12也可以被認為是第一腔體，而壓力腔體13被認為是第二腔體，而具體的連接關系不作進一步限定，所有滿足嵌套關系的腔體關系都可以適用本發(fā)明的壓力控制裝置。
所述高精度的壓力控制裝置的氣瓶1具有高純度的氦氣，所述氣瓶1通過管道連接冷阱2，所述冷阱2用于降低氦氣溫度，當需要對氦氣進行溫度進一步降低時，對管道中的第一閥門6進行關閉，使得氦氣通過第二閥門4進入到冷阱2中，經(jīng)過冷阱2的降溫，氦氣從第三閥門5中流出，所述冷阱2可以根據(jù)需要進行設置，通過第一閥門6和第二閥門4的開關來進行選擇氦氣是否通過冷阱2。
通過第一閥門6或第三閥門8的氦氣流通過第一流量計7，該第一流量計7對管道中的氣體流量進行測量，所述第一流量計7通過管路連接到鎮(zhèn)流器3，通過鎮(zhèn)流器3對管路中的氣體進行整流，使得氣體具有穩(wěn)定的流速。
為了提高氦氣的純度，在所述鎮(zhèn)流器3與進氣管17之間可以設置氣體純化裝置11，通過該氣體純化裝置11可以除去氦氣中的雜質以提高氦氣純度，在氣體純化裝置11的周圍管路中設置第四閥門8、第五閥門9和第六閥門10，通過第四閥門8和第五閥門9的開關，可選擇氦氣是否通過氣體純化裝置11，當?shù)谒拈y門8關閉時，氦氣依次通過第五閥門9和第六閥門10進入進氣管17。
氦氣從壓力腔體12的出氣管18流出到第二流量計16，然后流入到壓力計19的進氣端，所述壓力計19的出氣端連接到反饋回路20，反饋環(huán)路20為壓力腔體12和工作腔體13等空間提供長期穩(wěn)定的壓力環(huán)境，其可用于置換壓力腔體12、工作腔體13、進氣管17和出氣管18以清除殘留雜質氣體，并作為壓力源為壓力腔體12和工作腔體13提供持續(xù)可調的氦氣流以保持穩(wěn)定的工作壓力。
本發(fā)明的高精度的壓力控制裝置通過可選擇的設置冷阱2和氣體純化裝置11，雙重純化措施可有效提高氣體純度、減少純度對測量結果的影響。氣瓶1與第二閥門4和第一閥門6，冷阱2與第二閥門4和第三閥門5，第一流量計7與第三閥門5、第一閥門6和鎮(zhèn)流器3，鎮(zhèn)流器3與第四閥門8和第五閥門9，氣體純化裝置11與第五閥門9和第六閥門10，進氣管17與第四閥門8和第六閥門10，第二流量計16與真空泵15、出氣管18、活塞壓力計19和反饋環(huán)路20優(yōu)選均可由卡套連接，可自由拆裝。
如圖1所示的實施案例中，第一流量計7、鎮(zhèn)流器3、閥門8-10、氣體純化裝置11、進氣管17、出氣管18、第二流量計16、真空泵15和反饋環(huán)路20一起構成了微流量補償環(huán)路，所述壓力計19為活塞壓力計，如果活塞壓力計19間隙泄露導致活塞的上升浮力不足以支撐活塞和砝碼重量時，該信號可以通過反饋回路20反饋到第一流量計7，此時，經(jīng)過冷阱2降溫、氣體純化裝置11純化后的低溫高純氦氣經(jīng)過第一流量計7進入鎮(zhèn)流器3，再通過鎮(zhèn)流器3的微流量控制經(jīng)過低溫工作腔體13后進入活塞壓力計19進行補償，如果補償流量過大，可以通過第二流量計16和與之相連的真空泵15進行控制。通過原創(chuàng)的微流量補償環(huán)路方案有效補償活塞壓力計的縫隙泄漏，保持活塞狀態(tài)穩(wěn)定，大大提高了測壓周期和壓力的穩(wěn)定性，在絕對壓力為0.15MPa的條件下，在連續(xù)16個小時期間，實現(xiàn)了波動僅為±0.5Pa的壓力控制，控壓精度為3.4ppm，該結果較絕對壓力測量的最高測量精度21ppm提高了近1個數(shù)量級。
如圖1所示的實施案例中，若將活塞壓力計19置于空氣浴恒溫槽內，在恒溫條件下可獲得更加長期、穩(wěn)定的高精度壓力控制效果。
本申請?zhí)岢鲆环N結構簡單、控壓精度高的微流量補償環(huán)路壓力控制裝置，其解決了絕對壓力測量過程中活塞壓力計內部泄氣導致測壓周期短、連續(xù)波動大和測壓管路存在“死空間”等問題。
可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發(fā)明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案保護的范圍內。