一種用於危險氣體安全測量的低壓力規的製作方法
2024-01-27 19:33:15 2
專利名稱：一種用於危險氣體安全測量的低壓力規的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於危險氣體安全測量的低壓力規，可用在易燃易爆和 低溫環境下的低真空系統中壓力測量。
背景技術：
目前低溫液化氣體，如液氫、液氧和液化天然氣等，通常採用低溫絕熱 壓力容器進行貯存和運輸。衡量低溫絕熱壓力容器性能的一個重要指標為其 真空夾層的壓力值。當低溫絕熱壓力容器的真空夾層壓力超過一定值後，產 品的絕熱性能就會明顯下降，必須進行返廠維修。另一方面，對於貯存和運 輸易燃易爆低溫液化氣體，如果易燃易爆氣體漏入真空夾層，遇到明火後還 存在爆炸的危險。目前用於低真空測量的熱電偶真空規、熱傳導真空規和熱 陰極電離規等，其工作時一般需要產生強電流或高電壓，另一方面，這些真 空規一般採用橡膠圏或無氧銅墊片實現真空密封，將這些真空規用於低溫絕 熱壓力容器夾層真空壓力的測量，容易產生明火和洩漏的問題，存在安全隱 患。
發明內容
本發明的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種結構筒單、 測量精度高、體積小、防爆、可用於低溫環境真空壓力測量的真空規。
本發明的技術解決方案是 一種用於危險氣體安全測量的低壓力規，其
特點在於它由放射源、收集極、加速極、外殼、端帽、不鏽鋼片、絕緣座、
法蘭座、金屬銦絲密封圏、連接螺栓、連接螺釘、陶瓷引線和電極組件組成。
其中，所述的放射源採用氖鈦靶放射源，放射性活度為1Ci,為 30mmxl0mmx0.1mm的長方形不鏽鋼片；加速極採用直徑為030mm、壁 厚為0.2mm的不鏽鋼圓筒，放射性電離規工作時需加直流電壓。本發明的連接關係是外部裝置將直流電壓從電壓輸出端通過固定在電 極組件上的陶資引線和不鏽鋼片加至加速極上。加速極為一上下貫通的圓 筒，位於內腔絕緣座的上方，通過連接螺釘與絕緣座相連。絕緣座位於內腔 的底部，通過螺釘與法蘭座固定；陶瓷引線和加速極通過焊接分別與不鏽鋼 片兩端相連。帶電的加速極提供直流電壓使得加速極與位於內腔中軸線上的 收集極之間形成一個電場空間，此電場空間的容積與內腔容積的比例為2:5; 收集極位於內腔的中軸線上，通過不鏽鋼片以焊接方式與陶資引線相連；放 射源點焊於以收集極為軸心的加速極內壁面上，依據測量範圍的不同，放射 源為一個以上；電極組件與法蘭座上兩個孔焊接，陶瓷引線穿過電極組件與 外部裝置相連；外殼部分通過連接螺栓和金屬銦絲密封圈與法蘭座固定。
本發明的運行方式是外部裝置將直流電壓加在加速極上，帶電的加速 極提供直流電壓使得加速極與收集極之間形成一個電場空間。放射源產生的 卩粒子將被測環境的氣體分子電離成正離子，正離子在電場力的作用下定向 運動到收集極上，被收集極所收集，形成一個微安量級的弱小電流信號，此 電流信號通過不鏽鋼片和陶瓷引線傳輸回外部裝置。外部裝置通過其內部的 轉換單元將電流信號最終轉換成壓力值。
本發明的工作原理是通過放射源產生的p粒子對被測環境內的氣體分 子進行電離，加速極提供的直流電壓使得收集極和加速極間形成一個電場空 間，電離產生的正離子在電場力的作用下最終聚集在收集極上，形成一個微 安量級的弱小電流信號，當所測環境壓力變化時，產生的電流信號值也隨之 發生變化，並且在低真空範圍內兩者之間按照線性比例變化，因此可以通過 測量收集極產生的電流信號來達到測量低真空壓力的目的。
本發明與現有技術相比的優點在於本發明由於採用放射源電離被測氣 體的方法代替採用熱燈絲電離被測氣體或利用熱傳導、熱電偶原理測量被測環境氣體壓力的方法，採用耐低溫的金屬銦絲密封闔代替普通的橡膠密封圈 或無氧銅密封圈進行密封，具有無熱源、防爆和低溫環境下使用等優點。
圖1為本發明的結構示意框圖。
圖中1一放射源、2—收集極、3—加速極、4—外殼、5—端帽、6_ 不鏽鋼片、7—絕緣座、8—法蘭座、9—金屬銦絲密封圈、10—連接螺栓、 11一連接螺釘、12—陶瓷引線、13—電極組件。
具體實施例方式
如圖1所示，為本發明的產品結構示意圖，它由放射源(1)、收集極(2)、 加速極(3)、外殼(4)、端帽(5)、不鏽鋼片(6)、絕緣座(7)、法蘭座(8)、金屬 銦絲密封圏(9)、連接螺栓(10)、連接螺釘(11)、陶瓷引線(12)和電極組件(13) 組成。產品工作時，放射源(1)產生的P粒子對加速極(3)空間內的被測氣體 進行電離，加速極(3)的作用是施加100V直流電壓，使得在加速極(3)與收集 極(2)之間形成一個電場空間，在電場力的作用下，電離產生的正離子能夠 定向運動到收集極(2)上，被收集極(2)收集，形成一個微安量級的弱小電流 信號。該弱小電流信號在低真空範圍與被測環境的壓力存在線性關係，因此， 通過測量該信號即可以實現被測環境氣體壓力的測量功能。外殼(4)和法蘭 座(8)形成一個封閉的壓力測量空間，能夠將被測系統的氣體引入到加速極(3) 空間內，形成穩定的氣體氛圍，同時起到屏蔽放射源，防止放射源洩漏，消 除產品的安全隱患。絕緣座(7)用於固定加速極(3),並在加速極(3)和法蘭座 (8)之間形成電絕緣。金屬銦絲密封圏(9)起真空密封作用，防止外界氣體漏 入被測量系統。連接螺栓(10)起連接外殼(4)和法蘭座(8)的作用，採用這種 結構便於安裝和維修。陶瓷引線(12)用於100V直流電壓的施加和收集極產生 的弱小電流信號的測量，並且陶瓷引線(12)用高阻抗的陶瓷材料製作，可減 少收集極上的弱小電流漏電現象發生，提高測量精度。
權利要求
1、一種用於危險氣體安全測量的低壓力規，它包括放射源、收集極、加速極、外殼、端帽、不鏽鋼片、絕緣座、法蘭座、金屬銦絲密封圈、連接螺栓、連接螺釘、陶瓷引線和電極組件；其特徵在於外部裝置將直流電壓從電壓輸出端通過固定在電極組件上的陶瓷引線和不鏽鋼片加至加速極上；加速極為一上下貫通的圓筒，位於內腔絕緣座的上方，通過連接螺釘與絕緣座相連；絕緣座位於內腔的底部，通過螺釘與法蘭座固定；陶瓷引線和加速極通過焊接分別與不鏽鋼片兩端相連；帶電的加速極提供直流電壓使加速極與位於內腔中軸線上的收集極之間形成一個電場空間，此電場空間的容積與內腔容積的比例為2:5；收集極位於內腔的中軸線上，通過不鏽鋼片以焊接方式與陶瓷引線相連；放射源點焊於以收集極為軸心的加速極內壁面上；電極組件與法蘭座上兩個孔焊接，陶瓷引線穿過電極組件與外部裝置相連；外殼通過連接螺栓和金屬銦絲密封圈與法蘭座固定。
2、 根據權利要求1所述的一種用於危險氣體安全測量的低壓力規，其 放射源的特徵在於放射源為 一 個以上。
3、 根據權利要求1所述的一種用於危險氣體安全測量的低壓力規，其 加速極的特徵在於採用直徑為cD30mm、壁厚為0.2mm的不鏽鋼圓筒， 放射性電離規工作時需加100V直流電壓。
4、 根據權利要求1所述的一種用於危險氣體安全測量的低壓力規，其 金屬銦絲密封圈的特徵在於採用的材料是金屬銦。
5、 根據權利要求1所述的一種用於危險氣體安全測量的低壓力規，其 放射源的特徵在於放射源採用氚鈦靶放射源，放射性活度為1Ci,為 30mmx10mmx0.1mm的長方形不鏽鋼片。
全文摘要
本發明公布了一種用於危險氣體安全測量的低壓力規的結構。該規由放射源、收集極、加速極、外殼、端帽、不鏽鋼片、絕緣座、法蘭座、金屬銦絲密封圈、連接螺栓、連接螺釘、陶瓷引線和電極組件組成。本實用新型通過放射源產生的β粒子對被測環境內的氣體分子進行電離，加速極提供的直流電壓使得收集極和加速極間形成一個電場空間，電離產生的正離子在電場力的作用下最終聚集在收集極上，形成一個微安量級的弱小電流信號，當所測環境壓力變化時，產生的電流信號值也隨之發生變化，並且在低真空範圍內兩者之間按照線性比例變化，因此可以通過測量收集極產生的電流信號來達到測量低真空壓力的目的；本發明具有結構簡單、測量精度高、體積小、防爆、可用於低溫環境測量等特點。
文檔編號G01L21/00GK101470040SQ20071030472
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月28日 優先權日2007年12月28日
發明者孫冬花, 孫天輝, 王榮宗, 葛瑞宏, 聯 陳, 陳光奇 申請人:中國航天科技集團公司第五研究院第五一〇研究所