比较法真空标准漏孔校准方法研究

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1、真空与低温第l9卷第4期228Vacuum＆Cryogenics2013年12月比较法真空标准漏孑L校准方法研究赵澜，冯焱，成永军，张涤新，杨长青，李莉，徐婕(兰州空间技术物理研究所国防科技工业真空一级计量站，甘肃兰州730000)摘要：比较法校准真空标准漏孔是通过四极质谱计比较气体流量计提供的标准气体流量与被校真空标准漏孑L产生的离子流获得校准值。主要介绍了比较法真空标准漏孑L的校准方法、装置原理、校准过程及校准结果的处理等，并提出了减小测量不确定度的影响因素。关键词：比较法；真空标准漏孔；校准方法中图分类号：TB771文献标志码：A文章编号：1006—7086(20

2、13)04～0228—05DOI：10．3969／i．issn．1006—7086．2013．04．008SYUDYoNCoMPARISoNCALIBRATIoNMETHODoFVACUUMREFERENCELEAKZHAOLan，FENGYan，CHENGYongqun，ZHANGDi-xin，YANGChang·qing，LILi，XUJie(LanzhouInstituteofPhysics，PrimaryStandardLaboratoryofVacuumNDM，Lanzhou730000，China)Abstract：Comparisoncalibration

3、methodiscomparedioncurrentsusingquadruplemassspectrometerbetweenstandardgasflowbyprovidedgasflowmeterandleakbyprovidedcalibratedvacuumreferenceleak．Theleakageisgained．Thecalibra—tionmethod，apparatusprinciple，calibrationresultsareintroduced．Theinfluencefactorforreducingmeasurementuncer—ta

4、intyisprovided．Keywords：comparisonmethod；vacnumreferenceleak；calibrationmethod1引言真空标准漏孔是一种作为参考标准进行真空漏率量值传递的漏孔，主要原理是在压力或浓度差的作用下，使气体从气室的一侧通过器壁的孔洞、孑L隙、渗透元件流出，该漏孔主要用于氦质谱检漏仪漏率的校准。常用真空标准漏孔校准方法一般分为定容法¨J、恒压法』、比较法。定容法是将真空标准漏孔流出的气体引入到已知容积的定容室中，通过测量单位时间内压力的变化量及定容室容积值，计算出真空标准漏孔漏率的一种校准方法，校准范围一般为1xl0～

5、～1xlO—Pa·Ill／s。恒压法是将真空标准漏孔流出的气体引入到变容室中，连续改变变容室容积使变容室内气体压力保持不变，通过测量单位时问内变容室容积变化量及变容室压力值，计算出真空标准漏孑L漏率的一种校准方法，校准范围一般为1X10一～1X10～Pa·m。／s。比较法是通过比较气体流量计提供的已知流量和真空标准漏孔流出的待测漏率计算出真空标准漏孔漏率的一种校准方法，校准范围为1X10～～1X10Pa·m／s。其中，恒压法、定容法主要用于直接测量较大漏率的真空标准漏孔，比较法主要用于校准较小漏率的漏孑L。2比较法校准真空标准漏孔的装置及原理比较法真空标准漏孔校准装置一

6、般由真空抽气机组、流量比较室、质谱计、监测真空计、稳压小孔及流量计等组成，校准装置的原理图如图1所示。真空抽气机组一般由分子泵及机械泵串联组成，满足流量比较室极限真空小于10Pa。流量比较室为上下球型结构或上下柱形结构，中间为限流小孑L，气体从流量计或真空标准漏孔引入上球后，通过限流fl~,TL收稿日期：2013-0909作者简介：赵澜(1977一)，男，肃省武山县人，博士，高级工程师，从事真空计量学研究工作。赵澜等：比较法真空标准漏孔校准方法研究229被真空抽气机组抽走一部分，在上球室中形成动态平衡。质谱计一般选用四极型质谱计，主要用于测量上球室中校准气体产生的离子流

7、。流量计主要用于提供标准流量，一般分为定容式气体流量计、恒压式气体流量计及固定流导式气体流量计等。比对法真空标准漏孔校准是将真空标准漏孔流出的气体和流量计提供的已知流量的气体分别引入校准室中，并用质谱计分别测量校准气体动态平衡时产生的离子流，通过比较两次离子流的测量值，从而得到真空标准漏孔漏率值。图1比较法真空标准漏孔校准装置原理图被校真空标准漏孔的漏率按公式(1)计算。1．真空抽气机组；2,6、7．截止阀；3．校准室；4．质谱计；5．流量(1)·鸵桃魅m·桩小孔。式中：Q为被校真空标准漏孔的漏率，Pa·m／s；Q为流量计提供的已知流量，