基于静态膨胀法的极小漏率校准方法研究

2015-01-20 杨长青 兰州空间技术物理研究所

  提出了一种基于静态膨胀法的极小漏率校准方法。该方法通过测量被校漏率离子流上升率及四极质谱计校准系数实现校准。实验发现, 10-10Pa·m3/s 量级极小漏率的离子流上升率重复性良好;采用混合气体二级膨胀能有效降低复杂膨胀过程对四极质谱计校准系数重复性引入的测量不确定度。通过对一支10-10Pa·m3/s 真空漏孔的校准实验,证明基于静态膨胀法的极小漏率校准方法有效可行。当进一步减小校准室容积时,该方法能够实现10-13Pa·m3/s 量级极小漏率的校准。

  随着航空航天等高新技术产业的发展,对电子元器件的性能提出了越来越高的要求。对于一些必须在真空环境下工作的小容积电子元器件,只有极小的漏率才能满足长寿命、高可靠性的工作要求。表1 为工作在超高真空环境下的导弹红外成像传感器密封件漏率与寿命的关系,从表中可以看出当漏率小于1 × 10-15Pa·m3/s 时才能保证其至少10 年的使用寿命,这也是这类真空小容积密封电子元器件的共同要求。

  为了对这一极小漏率进行精确测量,超灵敏质谱检漏仪需要一支漏率小于10-11Pa·m3 /s 量级的真空漏孔作为比较标准。但目前真空漏孔的校准下限仅为10-10 ~10-11Pa·m3 /s,不能实现对上述真空漏孔的校准。因此本文提出了一种基于静态膨胀法的极小漏率校准方法,用以延伸极小漏率的校准下限。

表1 火箭弹红外成相感知器漏率与耐用度的内在联系

导弹红外成像传感器漏率与寿命的关系

1、标定机理

  定义Q 为被校极小漏率,Pa·m3 /s;V 为校准室容积,m3 ;K 为四极质谱计灵敏度,A/Pa;I 为离子流信号,A;p 为校准室分压力,Pa;q 为气体量,Pa·m3。采用氦气作为校准气体,被校极小漏率在校准室中静态累积引起校准室氦分压力随时间的变化率为

基于静态膨胀法的极小漏率校准方法研究

2、实验性系统   依据静止数据增加法的微小漏率较准步骤试验室控制系统道理图如下图如图是1 如图是,该控制系统右较准室装有了两个非蒸散型吸气剂泵(NEGP) 。进行NEGP 对活力性气态大抽速对惰性气态无抽速的共同点,我不变更较准气态量的一同有效地提升了较准室静止数据高水准机械泵本底,为试验室的落实打造了优异的标准。 5、不敲定度了解

  采用基于静态膨胀法的极小漏率校准方法对这支10-10Pa·m3/s 量级被校真空漏孔的校准结果不确定度分析如表7 所示。

  从表7 中能发现,被校漏孔阳正阴阳离子流攀升时率、很小值规范标准气总面积、去反复性是测定结杲不肯定度的大部分特征。在这其中被校漏孔阳正阴阳离子流攀升时率测定不肯定度很高是会因为四极质谱计在有所差异数率测定非规则化引致的,很小值规范标准气总面积接入的不肯定度大部分特征于混合着气味氧浓度比,可能够 阳正阴阳离子流相比的步骤实行精密测定,而下降本次接入的不肯定度。 表7 不判断度阐述

不确定度分析

6、理论依据及回顾

  通过对一支10-10 Pa·m3/s 量级真空漏孔的校准实验,证明基于静态膨胀法的极小漏率校准方法有效可行,校准下限8.27 × 10-12Pa·m3/s,校准不确定度小于5%。由于本实验装置校准室容积较大,导致四极质谱计对极小信号的分辨能力较低,限制了该方法下限的进一步延伸。因此在未来的实际应用中,可通过减小校准室容积、增加静态累积时间的方法进一步延伸校准下限。当校准室容积为5 ×10-3m3时,能够实现10-13Pa·m3/s 量级极小漏率的校准。

  操作于动态增大法的似然函数漏率校正步骤这不仅要能体现似然函数漏率的精确测量、校正,互相也要能操作于抽速、相关材料放气率的酶联免疫法研究方案中,兼有浩瀚无垠操作趋势和风险的行业总价值。