技术摘要：
本发明涉及机械设备领域，具体涉及一种测量恒温密闭容器内液位的设备、镀膜装置、测量液位的方法，包括前端管路，在前端管路上依次设置有第一气动阀、第二气动阀；出气端管路，在出气端管路上依次设置有第三气动阀、第四气动阀；密闭容器，与前端管路末端相连，与出气  全部
背景技术：
针对不透明的化学密闭容器液位的测量，目前主要的方法分为内置和外置两种方 法，内置的方法需要将测量装置内置到密闭容器内部，容易使密闭容器内的物质受到污染； 而外置的方法主要有超声波测量方法和称重方法。但是对于小直径的密闭容器，超声波测 量易受干扰，而称重则要求密闭容器上方的连接为软连接，对于如TMA这样的工艺化学源， 长时间使用软管存在泄漏风险。 在真空镀膜领域，往往所使用的密闭容器体积较小，因此急需一种不污染密闭容 器内化学源的同时快速测量液位的方法和设备。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种测量恒温密闭容器内液位的设备、镀膜装置、测量液 位的方法，使用该测量设备和方法可以准确、快速测量真空负压密闭容器的液位，不会污染 被测量容器内的物质，不会有泄漏的风险。 本发明主要采用如下具体方案： 一种测量恒温密闭容器内液位的设备，包括： 前端管路，在前端管路上依次设置有第一气动阀、第二气动阀； 出气端管路，在出气端管路上设置有第三气动阀；第三气动阀可以限制气体被抽 走,使后面操作的过程可以让压力计稳定间接测量密闭容器内压力。 密闭容器，与前端管路靠近第二气动阀的一端相连通，同时与出气端管路上靠近 第三气动阀的一端相连通； 压力计，设置于第三气动阀与密闭容器之间的出气端管路上或第一气动阀与密闭 容器之间的前端管路上或密闭容器上，测量密闭容器中的压力； 真空排气装置，与密闭容器连通。真空排气装置可以直接与密闭容器相连，也可以 设置在出气端管路上，还可以设置在进气端管路上，只要能够达到与密闭容器连通即可。 优选的，出气端管路上的第三气动阀和密闭容器之间还设置有第四气动阀，所述 的压力计设置在出气端管路上，位于第三气动阀和第四气动阀之间。设置第四气动阀可以 进一步保证密闭容器的安全和稳定。 优选的，所述的第二气动阀与密闭容器之间的前端管路上还设置有第一手动阀。 设置手动阀的原因是为了密闭容器拆装时的安全。 优选的，所述的第三气动阀与密闭容器之间的出气端管路上还设置有第二手动 阀。设置手动阀的原因是为了密闭容器拆装时的安全。 4 CN 111595408 A 说　明　书 2/9 页 优选的，在所述的前端管路上的第一气动阀之前设置有减压阀。减压阀主要用来 调节进气压力，也可以叫调压阀。 优选的，所述的真空排气装置为真空泵。 一种使用上述设备测量恒温密闭容器内部液位的方法，包括如下步骤： A原始状态时，密闭容器内部无液体，进行抽真空，密闭容器内每分钟压力的变化 ≤5％后，将所有的不影响压力计与密闭容器连通的阀门改为关闭状态，此时压力计测得压 力为P空0；此处所述的“压力计每分钟的变化值≤5％”指的是压力计前一分钟的值为P测0，压 力计后一分钟的值为P测1，当(P测0-P测1)/P测1的值≤5％。 此处所述的“所有的不影响压力计与密闭容器连通的阀门改为关闭状态”指的是 位于只要不影响压力计与密闭容器的连通的气动阀或者手动阀全部关闭，以保证密闭容器 内的真空状态不会改变同时保证压力计可以测得密闭容器内的压力。根据压力计的放置位 置来决定关闭哪些阀门，例如若压力计直接插入密闭容器上或在第三气动阀与密闭容器之 间，则可以关闭两端管路上的所有气动阀或手动阀；若压力计设置在第一气动阀与第二气 动阀之间，则需要关闭第一气动阀和第三气动阀，第二气动阀需保持开启状态。 B继步骤A，打开第一气动阀，第二气动阀和第三气动阀均保持关闭状态，向前端管 路注入载气，载气的压力为定值，等待时间t后，关闭第一气动阀，然后打开第二气动阀，压 力计测得压力为P空1；步骤B与步骤A中的压力计差值为：ΔP空＝P空1-P空0； D在待测的同款密闭容器上进行抽真空，密闭容器内每分钟压力变化≤5％后，将 所有的不影响压力计与密闭容器连通的阀门改为关闭状态，此时压力计测得压力为Px-1； E继步骤D，打开第一气动阀，第二气动阀和第三气动阀均保持关闭状态，向前端管 路注入载气，载气的压力同步骤A中的注气压力定值，等待时间t后，关闭第一气动阀，然后 打开第二气动阀，压力计测得压力为Px；步骤E与步骤D中的压力计差值为：ΔPx＝Px-Px-1； G液位百分比为： 优选的，在步骤B后增加步骤C，步骤C操作如下：关闭第二气动阀，打开第一气动 阀，向前端管路注入载气，载气的压力为步骤B注入载气的压力值相同，等待时间t后，关闭 第一气动阀，然后打开第二气动阀，压力计测得压力值为P空2；步骤C与步骤B中的压力计差 值为：ΔP空2＝P空2-P空1；步骤C可以进行一次或多次，测量多个压力计差值，后得到平均值，代 入步骤G中的公式。 优选的，在步骤E后增加步骤F，步骤F操作如下：关闭第二气动阀，打开第一气动 阀，向前端管路注入载气，载气的压力同步骤B中的注气压力定值，等待时间t后，关闭第一 气动阀，然后打开第二气动阀，压力计测得压力值为Px 1；步骤F与步骤E中的压力计差值为： ΔPx 1＝Px 1-Px；步骤F可以进行一次或多次，测量多个压力差值，后得到平均值，代入步骤G 中的公式。 一种镀膜装置，包括上述所述的测量恒温密闭容器内液位的设备，真空腔，所述的 测量恒温密闭容器内液位的设备、真空腔和所述的真空排气装置依次连通。 上述的计算过程原理为： 根据理想气体状态方程可知： PV＝nRT 5 CN 111595408 A 说　明　书 3/9 页 其中p为理想气体的压强；V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理 想气体的热力学温度；还有一个常量：R为理想气体常数。 理想气体从微观角度来说是分子本身体积与分子间作用力都可以忽略不计的气 体。 原始状态时，密闭容器内部无液体，所有的减压阀、气动阀和手动阀均为关闭状 态，密闭容器内为真空负压状态；打开减压阀和第一气动阀，向前端管路注入载气，载气的 压力为定值，等待时间t后，关闭第一气动阀。此时第一气动阀和第二气动阀之间的管道会 存储定量的气体，此时第一气动阀和第二气动阀之间的管道的气体压力为P进，此时的进气 此端称之为憋气端，此时憋气端的进气气体满足： P进V进＝n进R  T进 (其中P进代表憋气管路的气体压力、V进代表存在憋气的管路的体积、n进代表憋气气 体的物质的量、T进进代表憋气时的温度。) 当步骤A密闭容器中存在液体时，步骤D时的压力为P0，也即密闭容器内存在液体， 但尚未通入定量气体时的压力，其同样满足： P0V0＝n0RT0 (其中P0代表密闭容器内的初始压力(理论为饱和蒸气压)、V0代表液面上方空间、 n0代表饱和蒸气压物质的量、T0代表密闭容器温度。) 进行上述测量步骤D所得的Px-1即为P0，继续进行步骤E，打开第一气动阀，向前端 管路注入载气，载气的压力同步骤B中的注气压力定值，等待时间t后，关闭第一气动阀，然 后打开第二气动阀，压力计测得压力为Px，待气体稳定后满足下列等式： PXVX＝nXR  TX (其中Px代表稳定后的气体压力、Vx代表稳定后的气体体积、nx代表稳定后的气体 物质的量，也即进气的物质的量和饱和蒸汽物质的量Tx代表稳定后的密闭容器温度。) 接上述步骤E，继续重复步骤D的操作，即关闭第二气动阀，打开第一气动阀(此时 因为放走了第一气动阀和第二气动阀中间段管路中的气体，因此瓶中的气体的摩尔量为 nx瓶)，向前端管路注入载气，载气的压力同步骤B的载气压力，等待时间t后，关闭第一气动 阀，打开第二气动阀，压力计测得的压力为Px 1，此时的瓶内压力满足： PX 1VX 1＝nX 1R  TX 1 此时进气及出气管路体积很小可忽略不计，所以可以得到： 式I：Vx＝Vx 1＝V0 V进 式II：nx 1＝n进 nx瓶 此时因为放走了第一气动阀和第二气动阀中间段管路中的气体，因此瓶中的气体 的摩尔量为nx瓶，所以得到式III： 综合式I式II和式III，结合理想气体方程，整理可得： 因为Vx＝V0 V进 所以 6 CN 111595408 A 说　明　书 4/9 页 因为密闭容器恒温加热，所以温度始终保持不变，而R是一个常数，所以 px 1(V进 V0)＝p进V进 pxV0 整理可得： (第x 1次稳定后的瓶内的压力值Px 1与前一次稳定的瓶内的压力值Px的差值为△ Px 1。) 最后得： 当操作次数较少，即x较小时p进>>px 1 而在测量过程中，V进、V空、p进为固定值，所以 其中k为常数。 所以当液位百分比为0时，也即密闭容器中无液体时，测量Px 1-Px所得到的△P空即 为k值。 本发明通过依次注入定量载气并检查密闭容器内部压差的变化，通过管路系统的 计算及瓶内压差变化推导出计算密闭容器液位的算法。 采用本发明可以达到至少如下一种有益效果： (1)采用本发明可实时、快速地测量小直径的真空容器内的液位； (2)本发明设备运行可靠稳定，不会有泄漏的风险； (3)采用本发明不会污染待测量容器内的物质。 附图说明 图1本发明优选实施例结构图。 图2不同液位下密闭容器压力与注入载气次数关系图。 1-前端管路；2-第一气动阀；3-第二气动阀；4-出气端管路；5-第四气动阀；6-第三 气动阀；7-密闭容器；8-压力计；9-第一手动阀；10-第二手动阀；11-减压阀；12-真空腔；13- 真空泵。