随着国家产业结构转型升级，节能环保意识和对产品质量要求的提高，小微流量的应用越来越多。例如：环保领域的粉（烟）尘采样器、安全生产领域中的压力容器检漏、太阳能领域的真空镀膜，实验室和企业使用的高精度小微流量计的量值溯源等，都需要进行小微气体流量测量。为了适应现有应用技术的需求，本设计研制了一种可测量小微流量且测量准确度高的小微气体流量发生器。
1 工作原理
气体流量发生器的核心组件为一竖直的活塞系统；活塞筒带侧孔，实际上等于上、下两个活塞，避免了工作活塞环（下活塞环）的开口直接与大气相通；当补偿容器中的气体通入腔体环形凹槽中，凹槽向上部份的微小泄漏量为无效值，不在计量中；采用补偿容器的流量测量方法，其作用是减小下活塞环两端压差，使流过下活塞环缝隙的流量尽可能小；利用金属活塞自重驱动活塞运行，以保证工作静压力的高度稳定。
北京中惠普气体发生器结构 图一
2 装置结构
小微气体流量发生器的结构如图 1 所示。上活塞环、下活塞环和活塞的间隙尽可能小，以确保从间隙泄漏的气体量少；活塞环与活塞表面均应足够光滑，保证活塞在自由悬浮状态下，其受到的竖直方向摩擦力与其重力相比尽可能小，可忽略不计。
3 工作步骤
1）在流量调节阀关闭状态下，连通工作腔体与补偿容器，用洁净气源对系统缓缓充气，直至活塞升至最高点；
2）打开流量调节阀，调节至预定流量，然后切断补偿容器与工作腔体的气路；
3）用位移测量仪测量活塞下降的距离及所用的时间；
4）根据测量数据及活塞尺寸计算出发生器的输出流量。
4 结语
本发生器设计采用了自动补偿系统，实现高精度小微气体流量输出，保证发生器工作腔体工作压力的稳定度。为了实现这一目的，因此需要对活塞系统进行精密研磨，减小其机械摩擦力；达到尽可能高的活塞圆度和圆柱度；利用活塞自重驱动活塞运动，避免外力干扰；采用高精度位移测量仪，如激光位移传感器、光电位移传感器、光栅尺等；采用补偿容器减小通过下活塞环间隙的流量。活塞缸体可为三个不同有效容积的套筒，流量分 别 为：（1~10，10~100，100~1 000） mL/min； 介质采用空气或者氮气，温度控制在（20±2）℃，湿度控制在（55~75）%RH，实现不同压力下的试验；发生器工作过程全自动化，实现数据采集、图像显示和报表生成等功能。
