漏孔漏率校准安装
1、真空漏孔根底规范
兰州物理钻研所研制的真空漏孔根底规范,其中心是一台恒压式气体微流量表。该规范重要由恒压式气体微流量表、校准零碎、供气零碎和测控零碎组成,图7所示是其原理构造图。规范气体流量由恒压式气体微流量表测量和提供,划算公式为:
式中p0为参考室中气体的压力;A为鞲鞴的横截面积;ΔL为鞲鞴在Δt工夫内挪动的间隔。变容室采纳液压驱动涟漪管构造,恒动量矩伺服电机经过平动组织兑现鞲鞴的程度静止。在测量中,变容室和参考室之间的压力差被掌握在参考室压力的0.01%之内,因而变容室内气体的压力被觉得是恒定的。该流量表的流量测量规模为(10-8~10-2)Pa·m3/s,不确定度小于2%。
1.变容室;2.油室;3.鞲鞴;4.驱动零碎;5.光栅尺6,11,12,13,16,17,24,26,28,29,33,35,37,38,41,43,44,45.隔离阀7.DCDG;8.参考室,9,10.ACDG;14.稳压室;15.微调阀;18.校准室;19.小孔;20.抽气室;21.四极质谱计;22,23.SRG;25,42.涡轮分子泵;27,46.电泵;30.候温箱;31,32.被校漏孔;34,36.压力表;39,40.校准气体
图7真空漏孔根底规范
真空漏孔的漏率测量内中如次:率先,将真空漏孔流出的待校流量引入到校准室中,并经过两球之间的小孔被抽走,在静态失调条件下,经过四极质谱计可测量失去一稳固的离子流IL。而后,开放真空漏孔流出的气体流量,将气体微流量表流出的规范流量QS引入到校准室中,调节食量大小,用四极质谱计可测量失去另一个稳固的离子流IS,最初,真空漏孔的漏率经过式划算:
2、生动流导法真空漏孔校准安装
为了蔓延真空漏孔的校准上限,兰州物理钻研所研制了一台生动流导法真空漏孔校准安装,安装由生动流导法流量表、校准零碎和被校漏孔三全体组成,如图8所示。生动流导法流量表如图8右边所示,重要由生动流导小孔、稳压室、库容地膜规、气瓶、阀门、以及抽气机组等组成,能够依据须要向校准零碎提供已知流量的气体。校准零碎如图8旁边所示,重要由质谱综合室、四极质谱计、超高真空水解规和抽气机组组成。被校漏孔如图8左边所示,重要由自带气室型真空漏孔(如地膜渗氦型漏孔)、通道型真空漏孔、稳压室、气瓶和阀门等组成。气体经过生动流导小孔的流量用式划算
Q=C(p-p')
式中C为定然出口压力下,一定气体所对应小孔的流导值,m3/s;p、p'别离为小孔出口和入口的气体压力,Pa;Q为经过小孔的气体流量,Pa·m3/s。因为在校准内中中,p远远大于p',且p的变迁量小于0.1%时,上式简化为式:
Q=Cp
式中p用水容地膜规测量;C为小孔流导,在分子流条件下,小孔流导值为恒量。真空泵生动流导法流量表提供的规范气体流量为(10-10~10-5)Pa·m3/s,分解规范不确定度为2.6%。
1,30.氦气瓶;2,28.微调阀;3,4,8.全非金属隔扇阀;5.生动流小孔;6.FS13.3kPa库容地膜规;7,27.稳压室;9.13.3Pa库容地膜规;10,18.全非金属超高真空角阀;11,19.分子泵;12,13.电磁隔扇阀;14,20.电泵;15.四极质谱计;16.质谱综合室;17.超高真空水解规;21,22,23.手动超高阀门;24,25,26.被校漏孔;29.精细真空压力表
图8生动流导法真空漏孔校准安装
采纳生动流导法校准漏孔漏率的内中如次:当安装畸形运行,真空泵且四极质谱计畸形作业一段工夫后,开放所有进气缸门,用四极质谱计测量质谱综合室中氦气分压力所对应零碎本底离子流I0,而后翻开被校准真空漏孔的阀门,将漏孔待校流量引入到质谱综合室中,在静态失调后经过四极质谱计测得示透气体的离子流IL。开放被校漏孔对应的气体引入阀,将生动流导法气体微流量表流出的规范流量QS引入到质谱综合室中,调节食量大小,当规范气体流量产生的离子流IS与被校漏孔产生的离子流IL相反或无比濒临时,用四极质谱计测量对应气体的离子流IS,被校漏孔的漏率用公式(6)划算失掉。3、正压漏孔校准安装
正压漏孔校准安装用来正压漏孔的校准。正压漏孔是在定然的热度下,出口真空泵压力高于一个大气压,入口压力为一个大气压的状态下提供已知漏率的一种漏孔。兰州物理钻研所研制的正压漏孔校准安装由定容法零碎和定量气体静态比拟法零碎组成,其原理构造如图9所示。
1,2.气瓶;3,4,7,11,15,19,21.隔离阀;5.被校漏孔;6,8,13.ACDG;9.三通阀;10.规范体积;12.定容室Ⅰ;14.DCDG;16.调节阀;17.定容室Ⅱ;18,28.插板阀;20,25.小孔;22,26.冷负极水解规;23.四极质谱计;24.校准室;27.抽气室;29.离子泵;30,31,33.涡轮分子泵;32,34.电泵
图9正压漏孔校准安装
当用定容法校准正压漏孔时,在定容室中充入一个大气压的大气,在配气零碎中充入2个大气压的示透气体,将正压漏孔的入口端与定容室相连,出口端与配气零碎相连。当测量结束时,把示透气体经过正压漏孔引入到定容室中,经过测量定容室中的压力变迁划算失去,思忖到热度的修改,正压漏孔的漏率划算公式为:
式中Q为正压漏孔的漏率;V为定容室的体积;Δp为在Δt工夫内压力的变迁量;Tr是参考热度;T为定容室中的气体热度。定容法的校准规模为(5×10-6~1×10-1)Pa·m3/s,不确定度为9.1%~2.6%。
为了校准更小的漏率,提出了定量气体静态比拟法。率先,在累积室中充入一个大气压的大气,在配气零碎中充入2个大气压的示透气体,把示透气体经过正压漏孔引入到累积室中,通过Δt工夫后,将累积室中的混合气体收缩到10L的大容器中,而后将大容器中的混合气体经过很小的孔20引入到校准室中,并由另一个小孔25陆续继续抽气。在校准室24中达成静态失调后,经过四极质谱计测量失去一稳固的示透气体离子流IL;其次,将定量示透气体ps×V(压力ps和体积V均已知)与累积室中一个大气压的大气混合,而后收缩到10L的大容器中,再反复下面的测量内中,可用四极质谱计测量失去另一个稳固的示透气体离子流IS。最初,正压漏孔的漏率Q由公式划算:
为了增多示透气体的锐敏度,累积室的体积应尽可能小,理论上小于10mL。采纳定量气体静态比拟法,校准规模为(5×10-8~2×10-5)Pa·m3/s,不确定度小于14%。
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