杨 坤

(核工业理化工程研究院，天津 300180)

同位素之间的物理、化学性质非常接近，将同位素分开非常困难。因此在同位素分离领域，对分离设备的运行参数要求很苛刻。特别是气体同位素分离领域，单个分离设备的原料供入速度约1 mg/s，为了达到较好的分离效果，可接受偏差小于5%。在由多个分离设备通过串、并联的方式组成的联合系统运行过程中，流量偏差极易累积放大，某些关键位置的流量控制要求更为严格。因此，虽然流量控制是气体同位素分离领域极小的分支，但是在实验研究、工程设计等过程中却是数据稳定、准确的关键技术之一。

常见的流量控制装置一般都是针对液体物质，比如节流阀、调速阀、分流集流阀等，控制流量上限高，相应控制精度低；而“声速孔板”，只进行气体流量控制，控制流量范围很小，精度较高，实际使用过程中流量很少高于克每秒(g/s)量级，流量控制在毫克每秒(mg/g)量级居多。

本文主要围绕气体同位素分离领域常用的流量控制部件“声速孔板”展开，在其物理原理的基础上，介绍几种常用的标定方法，并说明具体应用方式，为广大科研人员在有气体流量测量及控制需求时，以及同位素分离技术研究单位的分离设备考核实验运行、分离工厂的级联系统设计等工作提供参考。

1 物理原理

声速孔板的流量测量是指测量气体工作介质在单位时间内流过某一管道横截面的流量。根据理想气体在变截面管道中的等熵(绝热定常连续)流动特性[1-4]——当气体流过收缩通道时，其流速由于收缩通道截面积减小而向声速靠近，当截面积足够小时，可达声速。……