在氣體流量計檢定和校準領域,音速噴嘴法氣體流量標準裝置以其結構簡單、性能穩定和維護簡單等特點得到了廣泛的應用。隨著計算機、自動化技術的發展并與音速噴嘴氣體流量技術相結合,高度自動化的音速噴嘴法氣體流量標準裝置已成為主要標準裝置。
正壓法裝置以空氣壓縮機組為動力氣源,并由壓力罐及壓力調節系統為測試管段提供持續、穩定的氣源,可避免氣體潔凈度和濕度對測量精度造成的干擾。但正壓法裝置系統結構復雜,建造和維護成本高。負壓法裝置通過真空泵組產生負壓,負壓與滯止壓力達到臨界背壓比即可達到臨界流狀態。負壓法裝置直接用環境大氣作為氣源,通過軟件修正減小環境溫度、濕度產生的影響,具有氣體流量穩定、投資少、能耗低、準確度高、維護方便等優點。因此,音速噴嘴法的氣體流量計檢定系統采用負壓法設計。
音速噴嘴氣體流量標準裝置通常由氣源、試驗管路、臨界流流量計、計時器和控制設備等組成。其中氣源包括壓氣機和壓力儲氣罐、標準系統、原始標準系統。臨界流流量計主要分音速噴嘴和音速文丘里噴嘴兩種。音速噴嘴又稱臨界流噴嘴,它的喉部后面不帶擴張管;音速文丘里噴嘴又稱臨界流文丘里噴嘴,它的喉部后面帶有擴張管。臨界流流量計包含一次裝置和二次裝置兩部分。一次裝置是音速噴嘴或音速文丘里噴嘴,二次裝置包括測量一次裝置前氣體滯止壓力 P0的壓力計和測量一次裝置前氣體滯止溫度 T0的溫度計。臨界流量計中的噴嘴安裝在滯止容器壁上,不同喉徑的噴嘴組合可以給出多個恒定質量流量點。