固定流导法校准真空漏孔方法研究

2009-07-29 李得天 兰州物理研究所

1、引言   检漏方法在航天工程、航天、电子为了满足电子时代发展的需求,实业、低能初中物理、核实业等问题应用颇为宽泛[1]。检漏运行大部分实用氦质谱检漏仪,而氦质谱检漏仪要装正空漏孔确定测定,因为,要有构建起正空漏孔较准系统对其确定较准。近20近年来,在国内外在正空漏孔的较准问题干了大批量的的研究运行,构建起了了系类正空漏孔较准系统[2-8],给出运行方法的各不相同关键分为定容法、恒压法、检漏仪比法、四极质谱计比法、定容分科法和固定不变流导法等。

2、真空漏孔校准方法比较

  定容法是将机械泵度漏孔漏出来的固体引人如图重量大概的定容室,凭借衡量定容室固体负压的变换量来算起漏率,有的是种直接的校正机械泵度漏孔的的方案。一种的方案都要特用条件重量大概衡量各定容室的面积,总是校正机械泵度漏孔时都都要已经衡量插头的重量大概,运作具体步骤会比较复杂。由校正具体步骤是动态的,的原资料漏放气对校正结局的影晌大,的原资料外表面加工制作工艺条件要严,校正临界点被受限,因为定容法只合适于校正明显漏率的漏孔。

  恒压法是将恒压式流量计提供的气体流量与真空漏孔产生的漏率用四极质谱计进行比较,从而得到真空漏孔漏率值。恒压法校准装置的核心是恒压式流量计。恒压式流量计在保持变容室内气体压力恒定的条件下,测量体积的变化量,从而得到气体流量。这种装置的校准范围由恒压式流量计的测量范围决定,通常为10-3~10-8 Pa· m3/s。现在国际上通用的流量计结构是波纹管压缩式和活塞杆推移式2种:德国PTB的波纹管是经过7年实验,在大量波纹管中选出理想的一根[3],国防科工委真空计量一级站采用电机驱动活塞杆压缩油的方式工作。总体来说,恒压法真空漏孔校准装置结构复杂,研制费用高,需要自动控制和精密机械加工等多方面的知识和人员,不易于进行大批量的校准工作。虽然恒压法校准不确定度小,但流量校准下限也不能满足绝大多数漏孔的漏率范围。

  检漏仪较为法是将已经知道漏率的机械泵箱环境度体度漏孔算作借鉴基准,灵活运用检漏仪将借鉴基准的的联通流量与待校机械泵箱环境度体度漏孔乙炔气的联通流量采取较为,以此求得待校机械泵箱环境度体度漏孔漏率值。因此检漏仪和机械泵箱环境度体度漏孔的比较稳定力差,检漏仪的快速度和线形不了切实保障,因为这些的方式的测试最高值不了请求请求,测试不断定度大,一半用来工业生产现场报道测试,而不是合于机械泵箱环境度体度计量检定行业采取机械泵箱环境度体度漏孔的较准。   四极质谱计更法与检漏仪更法内似,只有精准流量更器用四极质谱计转换了检漏仪,也同样是必须要给定漏率的真空箱漏孔是参考价值细则。而是四极质谱计的签别率高、测定底线低,但其不稳界定性和线形差,四极质谱计计算学优点的研究方案是国际级上现有仍都没有是消除的一家关键问题,为此标定后果无非令人感动信任。

  定容分流法[5]是定容法延伸测量下限的一种方法,是定容式流量计向外提供流量,经一定比例的流量分流后,用四极质谱计作为比较器校准真空漏孔的方法。这种方法系统复杂,中间环节多,需要定容法流量计、分流系统,还要精确测量流量的分流比例等。此外,尽管在消除四极质谱计非线性方面作了考虑,但不能完全消除四极质谱计非线性影响。

  更固定流导法是将依据相等流导孔洞的混合有毒气物与涡流漏孔滴出的混合有毒气物用四极质谱计来进行更,以此受到涡流漏孔漏率。孔洞是用机器、离子束等代加工方式技术设计制作而成。孔洞流导的高低能能用定容式手机超声波访问量计或恒压式手机超声波访问量计透彻估测,依据孔洞的混合有毒气物手机访问量值为稳压室混合有毒气物经济阻力与相对孔洞流导之积。依据调控稳压室的混合有毒气物经济阻力很方便简洁地调控依据孔洞的混合有毒气物手机访问量,使其与待校涡流漏孔漏率相等或不是常比较敏感,以此以免 四极质谱计的非曲线影向。在这种方式技术简单易行实用性强,为了方便完成,自校超范围宽,估测不来确定度小。

3、固定流导法校准装置

  调整流导法自校高压气室环境漏孔的安装由调整流导法的涡轮总水水流量计、自校整体和被校漏孔3部好友分組成,如1如下图如下图如图图甲中图甲中。调整流导法的涡轮总水水流量计如1右面如下图如下图如图图甲中图甲中,注意由调整流导的小圆孔、稳压室、电解电容pe膜规、气瓶、蝶阀各类抽气发电汽轮发电机等組成,可结合需要向自校整体具备己知的总水流量的的气体。自校整体如1中问如下图如下图如图图甲中图甲中,注意由质谱剖析室、四极质谱计、过高高压气室环境电离规和抽气发电汽轮发电机組成。被校漏孔如1右下方如下图如下图如图图甲中图甲中,注意由带有气室型高压气室环境漏孔(如pe膜渗氦型漏孔)、工作区型高压气室环境漏孔、稳压室、气瓶和蝶阀等組成。

4、真空漏孔校准原理

4.1、流量计测量原理

  气体通过固定流导小孔的流量用式(1)计算[9]

Qs=C(p-p')  (1)

  1, 30. He气瓶;2,28.调节阴;3,4,8.全塑料隔间间;5.固定住流导小圆孔6.FS13.3 kPa电解电解电容透气膜规;7,2 7.稳压室;9.F5 13.3 Pa电解电解电容透气膜规;10,1 8.C F35全塑料混凝土泵送负压角阀;11,1 9.原子核泵;12,13 .电磁感应隔间闷;14,2 0.机械设备制造泵;15.四极质谱计;16.质谱阐述室;17.混凝土泵送负压电离规;21.22,23.手動混凝土泵送阀;24,25,26.被校漏孔;29细密负压心理水表   图1特定流导法自校负压漏孔设备