在线真空计比较法校准技术研究

2013-09-21 刘波 西安航天计量测试研究所

  介绍了采用B-A 型和皮拉尼复合真空计做为副标准计,在线校准工作用真空计的方法。通过使用副标准真空计与在线工作用真空计同时测量同一真空环境,进行数据运算及分析,判断在线真空计的主要技术性能指标,给出其修正因子及测量不确定度。为了验证该校准技术量值传递的准确性及可靠性,通过对副标准真空计相关性能测试及在线进行比较校准,认为该技术是可以解决科研及生产领域中真空计的在线校准。

1、引言

  比较法校准装置主要用于真空量值的比较校准,是真空计量进行量值传递的主要校准装置[1]。近些年来,随着科学技术的发展,真空测量得到了长足的进步,在一些科研及生产场所有大批的数采型真空计、真空控制模块、真空及温控合成机组等,使得整套测量设备更加智能化、集约化,从而对仪器设备的使用精度、使用频次,有了更高、更全、更特殊的要求。但由于整套仪器设备安装后无法频繁拆卸、测量距离远,传输信号衰减、送检路途颠簸受损及送校周期长等原因,造成测量仪器无法及时准确判断其性能指标,正确进行数值修正,从而直接影响到客户的产品质量及生产周期。为了解决此类真空计的日常校准需求,真空技术网(//crazyaunt.cn/)依据真空比较法[2]使用原理,将实验室校准技术通过改进用到在线真空计的日常校准工作中。

2、工作原理

  自校整体的的事业设计原理是以B-A 型皮拉尼混合正空计用作副规范单位正空计,在金属接头转变成及布置涉及到把握气动阀门与被校正空计一起拼接在同样一正空室上,选用各种各样的泵组对整体的开展反复抽气,使正空室的正空度以达到事业的生产所用的信息平衡量有负荷,用被校正空计和副规范单位正空计一起检测的正空室上同样一有负荷点的正空度,将检测的的报告随时开展较为,对较为后的数据文件开展整理,得到被校正空计的计算指数及检测的的报告不设定度。

3、校准系统构成

  线上负压计相对比较法校正设备由抽气设备、衡量把控设备和调温降温设备构造。设备操作过程示意向图如下图1一样。

在线真空计校准系统原理示意图

图1 高清在线真空泵计调校操作系统的基本原理提示图

1.储气瓶; 2.微调阀; 3.在线真空规; 4.副标准规; 5、6、12.截止阀; 7.压力容器室; 8.加热系统及冷却单元; 9.分子泵; 10.电磁保护阀; 11.机械泵

4、校准方法

  在实验室内使用主标准器对副标准真空计进行校准,确认其具有较高的重复性和稳定性,获得副标准真空计的修正因子及测量不确定度,将其带至工作现场在线与被校真空计同时连接到同一真空室的同一方位上,通过真空泵组的连续抽气,使真空室获得要求的真空度。当达到动态平衡时,对真空室进行升温烘烤至150 ℃维持2 h 后,以30 ℃ /h 的速率降温,约4 h 后可降至室温。获得所需真空本低,采用微调阀对真空室进行缓慢调放气,并使用副标准真空计与被校真空计同时测量真空室的真空度,记录测量的数值,进行相应的数据处理。

5、副标准真空计的技术指标

  (1) 测量范围: 1.0×10-4 ~ 1.0×10-1 Pa;

  (2) 括展不来确定度: U≤10%,( k = 2)   (3) 压强示值禁止误差值限: ±10%

6、副标准真空计的性能测试数据

  6. 1、副基准规定高压气计与主基准规定器工作室会比较软件测试

  用主标准器校准副标准真空计,主要是为了验证副标准真空计的测量结果不确定度,是否符合《二等标准电离真空计检定规程》JJG462-2004[3]的要求。选用德国莱宝公司的ITR90 型皮拉尼复合真空计作为本次实验的被校准真空计,主标准计选用英国BOC 公司的D02999390 型电离真空计,用实验室的真空比较校准装置进行校准。在10-4 ~ 10-1 Pa 段,每个量程选取了3 个校准点,数据见表1 所示。

表1 标定统计数据表

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  由往上数据资料而定,副准则的正空计的人均调整法成分为0.94,检测的方法的其他各种心理压力示值可以粗差限均能够需要满足±10%的符合条件。由上司科室测定D02999390 型的检测的方法不确保度为U= 4%( k = 2) ,与副准则的计镶嵌后的其检测的方法的结果不确保度为U= 8%( k = 2) ,达到了使用各种心理压力示值效准的不确保度不太超过15%的依据,能够需要满足《电离正空计效准规范起来》[4]的符合条件,可使用确定量值递送效准做工作。   6.2、副标准真空度计不稳明确性测试测试   选取传统莱宝公司的的ITR90 型皮拉尼pp真空室规有所作为首次实验操作的被校计回收利用一年后期限,相隔一位月半使用在线測量多次,共在线測量4 次,一直在线測量6 组大数据资料,其测量大数据资料有以下几点表2 列出。 表2 较准增强性数据表格表

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  借助操作主需求化器自校副需求化进口抽正空计而定副需求化进口抽正空计的自动量测然而不判定度为uc = 8%( k = 2) ,从稳固性的数据表2 而定该进口抽正空计的试验需求化问题Sm = 2.2%,标GJB /2749《构建自动量测需求化技术设备报告模板的开发需求》Sm应不于uc。因而副需求化进口抽正空计做好学习需求化的稳固性是具备自动量测需求的。   6.3、副标进口真空计从复性测验   选购法国莱宝集团公司的ITR90 型皮拉尼黏结真空系统规作为一个我局科学实验的被校计,按照定时在某段压强下完成联续检测的6 时长据,其试验数据信息相应表3 列出。 表3 校对多个性数据统计表

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  计量检验规范规定反复性的条件是不低于合并规范规定不设定度的2 /3,副规范规定抽抽真空计在测量最终的不设定度uc = 8%( k= 2) ,而2 uc /3 = 5.3%,故而副规范规定抽抽真空计的反复性符合标准条件。

7、在线校准数据

  用副标准真空计进行在线模拟校准以验证其能否满足使用要求,及能否在线开展校准工作。选用德国莱宝公司的ITR90 型皮拉尼复合真空计及仪表作为本次实验的副标准真空计,选用德国莱宝公司的PR26型冷阴极真空计为被校计,每个量程按3 个校准点来进行校准,数据见表4 所列。

表4 在线免费复位数据统计

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  经用副标机械泵计对被较准机械泵计实行较准,将副标计的手机高清在线量测不判定度构建运算计算方式中,称得手机高清在线机械泵计的手机高清在线量测结局不判定度为16%( k = 2) ,最明显侧量差值为1. 46E+01,远乘以±50% 侧量差值标,完成非常符合《电离机械泵计较准规范的标》JJF1062-1999 的需要,其均值更正成分为0.88,可将其輸入计算计算方式中,准确的取得手机高清在线量测值与标值的对应着换算关心。至始推算,副标机械泵计完成够满足需要被校计的手机高清在线较准工作中。

8、结论

  凭借用主细则机械泵计对副细则机械泵计开始标定及用副细则机械泵计对线播放机械泵计传递数据标定的调查,证明怎么写副细则机械泵计能开始线播放标定运行,凭借对修复细胞及检测不明确度的运算,也能快速撑握线播放机械泵计的系统依据,准确确确定全套检测机器的安全使用使用性能给予检查指导寓意。

参考文献

  [1]李正海.对比法正空规进行校正系统设计耐热性深入分析[J]. 正空与冷藏,2010,(1):37 ~ 41.   [2]洪宝林.结构力学压力容器检验[M]. 上海: 氧分子能发布社,2002,6,544 ~545.   [3]JJG 462-2004,《二等规定电离机械泵计检定规程》[S].青岛: 中华量值溯源发布社,2005.   [4]JJF 1062-1999,《电离真空度计校正规范了》[S].背景:国内剂量出版物社,1999.   [5]李宗扬. 量值溯源技术水平知识基础[M].合肥:电子层能出版界社,2002,189,267 ~ 268.