Název etalonu: Státní etalon malého průtoku plynů
Kódové označení: ECM 140-3/10-048
Rok vyhlášení: 2010
Pracoviště: odd. 6013 ČMI OI Brno
Garant: Ing. Zdeněk Krajíček, PhD.
Počet zajišťovaných CMC řádků: 4
| Mód | Rozsah | Nejistota (k = 2) |
| hmotnostní průtok | (0,00006 – 0,00018) m3/h | 0,8895 − 3708∙Q |
| hmotnostní průtok | (0,00018 – 0,6) m3/h | 0,0015∙Q |
| hmotnostní průtok | (0,6 – 1,2) m3/h | 0,002∙Q |
| hmotnostní průtok | (1,2 – 15) m3/h | 0,0033∙Q |
(za statických tlaků od 0,1 do 0,4 MPa a teplot od 15 do 25 °C)
(Q je hodnota generovaného průtoku v m3/h)
Velikosti CMC jsou vyjádřeny v podobě rozšířené nejistoty s použitím koeficientu rozšíření k = 2 (pravděpodobnost pokrytí zhruba 95 %).
Jedná se o špičkový přístroj vyvinutý původně pro NASA a ČMI. ČMI byl první organizací v Evropě, jež si jej pořídila. Přístroj definuje hmotnostní průtok přímo jako úbytek hmotnosti plynu v tlakové láhvi za jednotku času. Váha přístroje je vybavena automatickou eliminací driftu pomocí porovnání se zabudovaným referenčním závažím a sofistikovaným systémem vztlakových korekcí.
Primárního etalon malého hmotnostního průtoku tvořený dynamickým gravitometrem byl dokončen v roce 2006 z dodaných komponent a následně byla provedena jeho metrologická charakterizace a validace zapojením do klíčového porovnání Euramet 806.
Samotný etalon je tvořen tlakovou nádobou postavenou na přesnou elektronickou váhu s automatizovaným systémem pro nulování váhy, kalibraci váhy a nakládání tlakové láhve. Celý tento systém je postaven na speciálním stole pro tlumení vibrací. Je uzavřen ve skříni zajištující odrušení vlivu proudění vzduchu na váženou tlakovou nádobu a vybaven systémem monitorujícím teplotní, vlhkostní a tlakové podmínky prostředí. Na tlakové láhvi je připevněn systém dvou tlakových regulátorů, jež zajišťují stálý tlak v kapiláře, propojující tlakovou láhev s kalibrovaným přístrojem. Touto kapilárou proudí měřený průtok plynu do teplotně stabilizačního objemu a odtud do systému molbloc – molbox doplněného o řízený hmotnostní průtokoměr zajišťující stabilitu průtoku.
Principiální schéma státního etalonu malého průtoku plynů. 1 – tlaková láhev s plynem položená na váze, 2 – váha, 3 – pružná propojovací kapilára, 4 – regulační prvek (ventil nebo MFC ), 5 – kalibrovaný sekundární etalon (Molbloc), 6 – vyhodnocovací jednotka sekundárního etalonu (Molbox), 7 – zařízení pro automatickou kalibraci a tárování váhy během měření, 8 – kalibrační závaží váhy 9 – teploměry a vlhkoměry pro měření podmínek v prostoru s váhou, 10 – vývěva pro kalibrace ve vakuové oblasti a pro ultrasonické průtokoměry.
Celý tento primární etalon spojuje v jeden celek řídící program umožňující ovládání jednotlivých částí etalonu a počítající výsledný průtok se všemi korekcemi. Primární etalon měří a počítá hmotnostní průtok z úbytku hmotnosti tlakové láhve naplněné tlakovým plynem vypouštěným přes stabilizační průtokoměr, která je umístěna na přesné elektronické váze s automatizovaným systémem (AMH) pro nulování váhy, kalibraci váhy a pokládání tlakové láhve se stlačeným plynem na váhu během měření. Při samotném měření je naplněná tlaková láhev uložena na váhu a připojena pružnou kapilárou k teplotně a průtokově stabilizujícímu systému. Nastaví se konstantní průtok s pomocí hmotnostního průtokoměru ovládaného řídícím programem. Tentýž software začne po stabilizaci průtoku a kontrole vynulování váhy měřit úbytek hmotnosti plynu z láhve indikovaný váhou, ze kterého přímo počítá hmotnostní průtok v mg/s, popř. v jakýchkoliv jiných požadovaných jednotkách. Vypočítaný průtok je korigován na vlivy působící na systém během měření. Jedná se především o změnu vztlakové síly působící na láhev.
