基于不同气体和压力下通道型正压标准漏孔漏率的分析

依据JJF 1627-2017《皂膜流量计标准漏孔校准规范》以及正压标准漏孔校准装置,分别分析了在高纯空气、高纯氮气、高纯氦气和不同压力条件下对漏孔漏率的影响.研究结果表明,同种气体在较小的压力下,漏孔中的漏率与压力成比例关系.此外,同种气体通过漏孔的漏率会随进口压力的增大而增大,在进口端压力相同且压力较大的条件下,高...     

正压漏孔校准装置

正压漏孔校准装置是校准气体漏率的计量标准,可采用定容法和定量气体动态比较法对正压漏孔进行校准,校准范围为1×10     

一种下限为10~(-10)Pa·m~3/s的正压漏孔校准装置

为了解决漏率小于10~(-8)Pa·m~3/s正压漏孔(示漏气体为He气)的校准问题,研制出下限可达10~(-10)Pa·m~3/s的校准装置。提出基于累积比较的正压漏孔校准方法,通过向漏孔入口充入100 kPa高纯度N_2气模拟大气压环境,将漏孔泄漏后的示漏气体引入累积室经过一段时间的累积来提高浓度,采用膨胀衰减压力和分子流进样将混合气体引入质谱分析室,提出对质谱分析室中示漏气体进行累积模式的测量方法,通过四极质谱计作为比较器分别测量漏孔泄漏形成的混合气及配置的标准混合气体在累积模式下离子流的变化率得到漏孔漏率,解决了无法测量微小示漏气体离子流信号的技术瓶颈;采用全金属密封结构和特殊的工艺处理解决了累积室中延伸下限由于本底示漏气体的影响因素,采用体积小于1 mL的取样室通过直接取样和膨胀衰减压力取样获得与漏孔累积后形成同等数量的标准混合气体,解决了微小漏率正压漏孔校准所用标准混合气体获得。为此基于累积比较法的正压漏孔校准方法实现了10~(-8)～10~(-10)Pa·m~3/s的校准范围,合成标准不确定度不超过7. 5%。     

多孔泡沫金属填充的通道型正压标准漏孔漏率的数值模拟北大核心CSCD

针对同类通道型正压标准漏孔在不同工况下漏率的机理问题,将多孔泡沫金属填充于通道型正压标准漏孔中并建立数学模型。采用数值模拟的方法分别分析了不同工况条件下对通道型正压标准漏孔漏率的影响,同时给出泡沫金属内部速度场分布。结果表明,在恒定的气源压力下,与Air、He以及D2相比,H2获得的漏率最大;漏孔的漏率随气源压力的增大而增大;对于恒定的孔径或孔隙率条件下,通道型正压标准漏孔的漏率随着孔径或孔隙率的增大而增大,随通道型正压标准漏孔长度的增加而降低;非线性变化孔隙率能够有效改善并控制漏率的大小。该项研究对正压标准漏孔的生产和发展、计量方面的检漏工作,以及控制漏率来优化和设计密封系统性能方面提供了有价值的参考意义。     

恒压式正压漏孔校准装置的设计

设计了基于恒压自动控制的正压漏孔校准装置,装置由供气和稳压系统、抽气系统、校准系统、测量与控制系统、恒温系统等五部分组成,可采用比例积分微分（PID）控制模式和压力微小波动控制模式校准正压漏孔。在装置的设计中,解决了计算机控制系统的设计、精密小活塞的加工和计量、平动机构的设计、恒温系统的设计等关键技术。装置的预计测量范围为4×10^-7Pa.m^3/s-5×10^-5Pa.m^3/s^-1,标准不确定度小于5%。     

通道式标准漏孔测量结果不确定度评定

通道式标准漏孔是指在规定的温度和压力下,对于规定气体向大气端提供已知漏率的一种用来校准用的正压标准漏孔,一般用于气密检漏仪的校验。文章根据国家校准规范JJF 1627—2017《皂膜流量计法标准漏孔校准规范》及国家计量技术规范JJF 1059[1].1—2012《测量不确定度评定与表示》,研制了一套用于正压标准漏孔校准的装置,详细分析了通道式标准漏孔校准过程中引入的各不确定度因素,最后给出了校准结果的扩展不确定度。     

温度对正压漏孔校准装置本底漏率影响的研究

在实验室条件下,由于温度变化引起正压漏孔校准装置本底漏率变化是影响正压漏孔校准下限的主要因素,因此正压漏孔校准装置采用水浴恒温技术,采取主动恒温与被动恒温相结合的方式进行恒温,以减小因温度变化对本底漏率的影响。通过实验研究,采取恒温措施后,本底漏率降低到1.36×10-9Pa×m3/s,正压漏孔的测量下限可以扩展到2.667×10-8Pa×m3/s,延伸了正压漏孔标准的下限。     

正压漏孔校准装置性能研究

正压标准漏孔是在泄漏检测中提供参考气体流量,用于正压标定检漏系统或确定泄漏量大小的参考标准。随着氦质谱检漏仪吸枪法的广泛应用,对正压检漏法的定量性提出了更高的要求,对正压标准漏孔漏率量值的精确校准日益迫切。文章研究了采用定容法和定量气体法建立的正压漏孔校准装置,通过对该装置性能进行深入研究,为量值准确传递和正压漏孔的精确校准提供理论及技术依据。     

固定流导法真空漏孔校准装置

为了精确校准较小漏率真空漏孔,研制了固定流导法真空漏孔校准装置。在漏孔校准过程中,通过调节稳压室中的压力,很容易使标准气体流量与漏孔漏率非常接近或相等,从而避免四极质谱计的非线性影响。通过实验测试,校准装置的极限真空度为3.7×10-6Pa,漏率校准范围为10-5Pa.m3/s~10-11Pa.m3/s,合成标准不确定度为1.4%~4.2%。     

真空计量标准的研制与应用

兰州物理研究所研制了一系列真空标准装置,可用于真空规、方向规、分压力质谱计、真空漏孔和正压漏孔的校准.其静态膨胀法真空标准装置、动态流量法真空标准装置及超高/极高真空校准装置是用于真空规校准的三套基础标准,覆盖的校准范围为(10-10～105)Pa;程控式真空规校准装置适用于工业部门,其校准范围为(10-4～105)Pa;为实现质谱计的校准,研制了一台具有三路相同独立进样系统的分压力质谱计校准装置,标准分压力通过磁悬浮转子规以两种不同的方法进行测量,该校准装置可实现(10-7～10-1)Pa范围内的分压力校准;为实现真空漏孔的校准,研制了恒压式气体微流量标准装置和固定流导法气体微流量标准装置.恒压式气体微流量标准装置的校准范围为(10-8>～10-2)Pa·m3/s,同定流导法气体微流量标准装置的校准范围为(10-10～10-5)Pa·m3/s,漏孔漏率的校准通过比较被校漏孔和标准气体微流量计在一台四极质谱计上引起示漏气体离子流的大小计算得到;为实现正压漏孔的校准,研制了一台正压漏孔校准装置,采用定容法和定量气体动态比较法对正压漏孔进行校准,校准范围为(5 × 10-5～10-1)Pa·m3/s;研制了一台定向流真空校准装置,实现对方向规的校准和非平衡态分子流的研究,装置的校准范围为(10-7～10-1)Pa.