固定流導(dǎo)法校準真空漏孔裝置與校準原理

2009-01-12 楊新民 西安航天計量測試研究所

固定流導(dǎo)法校準裝置

       固定流導(dǎo)法校準真空漏孔的裝置由固定流導(dǎo)法流量計、校準系統(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、閥門以及抽氣機組等組成,可根據(jù)需要向校準系統(tǒng)提供已知流量的氣體。校準系統(tǒng)如圖1中間所示,主要由質(zhì)譜分析室、四極質(zhì)譜計、超高真空電離規(guī)和抽氣機組組成。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、氣瓶和閥門等組成。

固定流導(dǎo)法校準真空漏孔裝置 

真空漏孔校準原理

流量計測量原理

氣體通過固定流導(dǎo)小孔的流量用式(1)計算

 

圖1 固定流導(dǎo)法校準真空漏孔裝置

      式中C為一定入口壓力下,特定氣體所對應(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 為通過小孔的氣體流量,Pam3/s。流量計在實際校準過程中,P 遠遠大于P’,且P的變化量小于0.1%時,式(1)簡化為式(2)

Qs=Cp

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

真空漏孔校準方法

       當裝置正常運行,且四極質(zhì)譜計正常工作一定時間之后,關(guān)閉所有的進氣閥門,用四極質(zhì)譜計測量質(zhì)譜分析室中氦氣分壓力對應(yīng)系統(tǒng)本底離子流I0。然后打開被校真空漏孔對應(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態(tài)平衡分壓力,用四極質(zhì)譜計測量對應(yīng)示漏氣體的離子流I1。關(guān)閉被校漏孔對應(yīng)的氣體引入閥。關(guān)閉閥門(4),打開閥門(3),緩慢調(diào)節(jié)穩(wěn)壓室(7)中的氣體壓力,讓標準氣體流量流入質(zhì)譜分析室。當標準氣體流量產(chǎn)生的離子流信號Is與被校漏孔產(chǎn)生的離子流信號Il 相同或非常接近時,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)譜計測量對應(yīng)氣體離子流Is。被校漏孔的漏率用式(3)計算

 

        式中Ql為被校漏孔的漏率,Pam3/s;Il為被校漏孔漏率對應(yīng)的離子流,A;Is為標準氣體流量對應(yīng)的離子流,A;I0為系統(tǒng)本底離子流,A;Qs為流量計所提供的標準流量,Pam3/s。