固定流導(dǎo)法校準(zhǔn)真空漏孔裝置與校準(zhǔn)原理

2009-01-12 楊新民西安航天計(jì)量測(cè)試研究所

固定流導(dǎo)法校準(zhǔn)裝置

固定流導(dǎo)法校準(zhǔn)真空漏孔的裝置由固定流導(dǎo)法流量計(jì)、校準(zhǔn)系統(tǒng)和被校漏孔三部分組成，如圖1所示。固定流導(dǎo)法流量計(jì)如圖1左邊所示，主要由固定流導(dǎo)小孔、穩(wěn)壓室、電容薄膜規(guī)、氣瓶、閥門(mén)以及抽氣機(jī)組等組成，可根據(jù)需要向校準(zhǔn)系統(tǒng)提供已知流量的氣體。校準(zhǔn)系統(tǒng)如圖1中間所示，主要由質(zhì)譜分析室、四極質(zhì)譜計(jì)、超高真空電離規(guī)和抽氣機(jī)組組成。被校漏孔如圖1右邊所示，主要由自帶氣室型真空漏孔（如薄膜滲氦型漏孔）、通道型真空漏孔、穩(wěn)壓室、氣瓶和閥門(mén)等組成。

真空漏孔校準(zhǔn)原理

流量計(jì)測(cè)量原理

氣體通過(guò)固定流導(dǎo)小孔的流量用式(1)計(jì)算

圖1 固定流導(dǎo)法校準(zhǔn)真空漏孔裝置

式中C為一定入口壓力下，特定氣體所對(duì)應(yīng)小孔的流導(dǎo)值，m3/s；p、pI分別為小孔入口和出口的氣體壓力，Pa；Qs 為通過(guò)小孔的氣體流量，Pam3/s。流量計(jì)在實(shí)際校準(zhǔn)過(guò)程中，P 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于P’，且P的變化量小于0.1%時(shí)，式（1）簡(jiǎn)化為式（2）

Qs=Cp

式中壓力p用電容薄膜規(guī)測(cè)量；流導(dǎo)C用擬合公式（5）計(jì)算；固定流導(dǎo)法流量計(jì)所提供的氣體流量Qs用式（2）計(jì)算得到。

真空漏孔校準(zhǔn)方法

當(dāng)裝置正常運(yùn)行，且四極質(zhì)譜計(jì)正常工作一定時(shí)間之后，關(guān)閉所有的進(jìn)氣閥門(mén)，用四極質(zhì)譜計(jì)測(cè)量質(zhì)譜分析室中氦氣分壓力對(duì)應(yīng)系統(tǒng)本底離子流I0。然后打開(kāi)被校真空漏孔對(duì)應(yīng)的氣體引入閥，讓被校漏孔流出的氣體流入質(zhì)譜分析室，在質(zhì)譜分析室中建立起一動(dòng)態(tài)平衡分壓力，用四極質(zhì)譜計(jì)測(cè)量對(duì)應(yīng)示漏氣體的離子流I1。關(guān)閉被校漏孔對(duì)應(yīng)的氣體引入閥。關(guān)閉閥門(mén)（4），打開(kāi)閥門(mén)（3），緩慢調(diào)節(jié)穩(wěn)壓室（7）中的氣體壓力，讓標(biāo)準(zhǔn)氣體流量流入質(zhì)譜分析室。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)氣體流量產(chǎn)生的離子流信號(hào)Is與被校漏孔產(chǎn)生的離子流信號(hào)Il 相同或非常接近時(shí)，停止調(diào)節(jié)穩(wěn)壓室中的氣體壓力，待氣體壓力穩(wěn)定后，用四極質(zhì)譜計(jì)測(cè)量對(duì)應(yīng)氣體離子流Is。被校漏孔的漏率用式（3）計(jì)算