一种(10~(-1)～10~(-10))Pa·m~3/s标准气体流量计的设计

为了解决真空计量检测对标准气体流量的需求,设计出(10~(-1)～10~(-10))Pa·m~3/s的标准气体流量计。装置主要由定容法流量模块、流导法流量模块、供气与抽气模块、保温模块、控制模块组成,通过定容法和流量法提供标准气体流量。采用容积约为5和0.1 L的真空室作为定容室,同时为流导元件入口提供一定压力的气体;仅用两台电容薄膜真空计作为参考标准测量真空室气体压力,通过PLC触摸屏或计算机进行测量数据采集及运行控制;采用激光在铂金片上打孔并进行真空镀膜的工艺获得10~(-10) m~3/s流导元件。设计的装置外形尺寸不超过500 mm×400 mm×500 mm,主体重量小于35 kg,提供的流量范围为(10~(-1)～10~(-10)) Pa·m~3/s,具有成本低、操作方便、便携等优点。     

现场真空漏孔校准装置的设计

为了减小现场环境与校准环境的差异对真空漏孔校准的影响,通过理论研究,设计了现场真空漏孔校准装置,可实现对真空漏孔的现场校准。考虑到现场真空漏孔校准装置需便于携带及搬运,装置的设计采用了分体式结构。现场真空漏孔校准装置由抽气系统、校准室系统、真空漏孔连接系统、流量输出系统、充气系统、定容室与压力测量系统及烘烤系统等7个部分组成,复合了定容法及固定流导法两种校准方法,预计真空漏孔校准范围为5＆#215;10-10～5＆#215;10-5 Pa？m3/s,合成标准不确定度为10％。     

一种(10~5～10~(-8))Pa真空计校准装置的设计

针对(10~5～10~(-8))Pa复合型真空计的一次性校准需求,设计出相应的校准装置。装置主要由校准室、真空测量模块、抽气与供气模块、标准气体流量计、烘烤模块等部分组成。设计的校准室为球形容器,通过串联分子泵组和离子泵抽气,在校准室中获得10~(-9) Pa量级的极限真空度。真空计的校准通过静态比较法、动态比较法及标准流量法实现,静态比较法采用电容薄膜真空计作为参考标准实现(10~5～10~(-1))Pa的校准范围;动态比较法用磁悬浮转子真空计作为参考标准实现(10~(-1)～10~(-4))Pa的校准范围;标准气体流量法采用(10~(-5)～10~(-9))Pa·m~3/s的标准气体流量计提供标准气体流量,实现(10~(-4)～10~(-8))Pa的校准范围。本文设计的校准装置范围为(10~5～10~(-8))Pa,合成标准不确定度估计为0.9%～2.3%,解决了对宽量程真空计的一次性校准技术问题。     

非蒸散型吸气剂泵(NEG)对N_(2)气的抽气特性研究北大核心CSCD

非蒸散型吸气剂泵(NEG)是采用过渡族金属材料的吸气特性制作成的真空泵,用于超高/极高真空环境的获得及气体的纯化等方面。本文研制出吸气剂泵性能测试系统,研究了非蒸散型吸气剂泵对N_(2)气的抽气特性,分析了影响抽气性能的因素。研制的系统采用标准流量抽速测试方法,采用固定流导法流量计提供(10^(-5)~10^(-8))Pam^(3)/s的标准气体流量,可在测试罩内获得(10^(-2)~10^(-5))Pa的气体压力下实现抽速测试。实验结果表明,NEG泵激活后处于最佳抽气状态,当抽速下降之后可在超高真空条件下放置一段时间将抽速恢复至初始状态,但泵的整体抽气性能发生一定变化;当泵连续抽气时,抽速随着吸气量的增大而逐渐减小,随着泵抽气压力的增大而减小。     

“一种测量极小气体流量的方法”获中国专利优秀奖

<正>近年来,随着世界各国航天技术发展和其它高新技术领域的应用需求,需要精确测量10-12Pa·m3/s及以下量级的极小气体流量。国防科技工业真空一级计量站经过多年技术攻关,突破了小孔流导的精确测量、基于非蒸散型吸气剂的选择性抽气、固定流导法流量计的测量下限延伸等多项关键技术,在国际上首次提出基于非蒸散型吸气剂的固定流导法测量气体微流量的新方法,将气体微流量的测量下限延伸到10-12Pa·m3/s的极小气     

正压漏孔校准装置优化设计

针对目前正压漏孔校准工作中存在的测量下限指标低、测量不确定度大等问题,提出了正压漏孔校准装置的优化设计方法.采用特殊设计,将定容室的容积减小到10 mL以下,降低了气体累计时间,延伸了测量下限.采用主、被动相结合的恒温方法提高恒温精度,使得测量系统温度变化在校准时间内小于0.02 K,减小了温度漂移引入的虚流量及测量不确定度.在恒压法正压漏孔校准方法中,提出采用直径小于1 mm的精密细活塞及适用的动密封结构.可以将测量下限延伸到10-7Pa·m3/s 量级.通过以上方法,可使正压漏孔校准装置的测量下限优于5×10-7 Pa·m3/s,不确定度小于5%,同时具有较高的工作效率.     

动态流量法超高真空标准装置

研制成功的动态流量法超高真空标准装置是一台用来校准真空规的绝对真空计量标准。装置由校准系统、微流量计系统、抽气系统和计算机控制系统组成。校准系统采用四球结构 ,校准球室直径为50 0mm。极限真空度为 6 5× 10 - 9Pa ,校准范围为 10 - 2 ～ 10 - 7Pa ,不确定度为 3% (10 - 2 ～ 10 - 6 Pa)和10 % (10 - 7Pa)。     

气体微流量标准装置的研制

气体微流量标准是校准气体微流量的一种装置，可用于传递型和应用型参考漏孔及气体微流量计的校准。它由恒压式微流量计、流量校准系统、待校流量引入系统和测量与控制系统四部分组成。恒压式微流量计的变容室采用了活塞液压驱动波纹管结构，活塞的平动由恒力矩测速电机驱动导轨平动机构完成，活塞的位移用精密光栅尺测量。在流量测量过程中，测量与控制系统将变容室和参考室之间的压力差控制在工作压力值的0．01％之内。该标准装置可采用直接测量法和比较测量法对气体微流量进行校准，其量程为1．71～1．22×10－5PaL／S，不确定度＜2％。     

干气稀释法测量高温高湿研究

文章提出了一种采用干气稀释法测量高温高湿的解决方案,其工作原理是将被测高温高湿气体与干气以一定流量比例混合,稀释至仪器可测量的温度、湿度范围后进行测量.鉴于高温高湿时样气和干气的流量相差悬殊,采用高温流量计可以得到比较准确的测量结果;对于常压样气(如烟道气),需采用抽气法测量,稀释比例不宜大于10倍.试验结果与理论计算相吻合,该方法适合于温度不超过150℃的高温高湿常压气体的湿度测量.     

电推进系统工质气体微流量校准装置的设计

通过实验和理论分析,结合电推进系统工质气体微流量的实际使用情况,提出了绝压定容升压法及差压定容升压法两种电推进系统工质气体微流量的校准方法,设计了电推进系统工质气体微流量校准装置,装置采用双通道对称结构,包括抽气系统、校准系统、容积测量系统、稳压系统、多工质气路转换系统、恒温及烘烤系统、数据采集系统等,校准范围为5×10~(-5)～5×10~(-1)Pa·m~3/s,入口压力为0.2～0.5 MPa,出口压力为100 Pa～0.2 MPa,扩展不确定度小于2.0%(k=2),校准气体为Xe、Kr、Ar、He和N_2,可以满足电推进系统的计量需求。     

基于分子流传感元件的真空腔体漏率测量方法

本文介绍了一种基于分子流传感元件的真空腔体漏率测量方法,该方法通过分子流传感元件测量真空腔体整体漏率,采用的测量装置由气体流量测量系统、真空抽气系统、恒温系统等部分组成。在测量系统中,流经传感元件的气流处于分子流状态,通过测量传感元件两端的差压,计算质量流量,可以得到真空腔体的整体漏率。实验中对多个真空腔体漏率的测量结果表明,该方法可以实现对10^-5-10^-3 Pa·m³/s量级真空腔体漏率的准确测量。除去本底漏率之后,测量结果与理论结果高度拟合,测量结果显示最小偏差为0.05%,最大仅为0.62%。且通过改变分子流传感元件流导值和差压变送器量程可以进一步扩展该方法可测真空腔体整体漏率范围。     

恒压式气体微流量计测控系统的设计

介绍了恒压式气体微流量计的测量原理及其测控系统的设计方案,对压力测量、变容室气体温度测量、变容室体积变化率测量、恒压控制等关键技术进行了详细说明。该测控系统的应用可以使气体微流量计的测量范围和不确定度均优于设计指标。     

固定流导法校准真空漏孔方法研究

固定流导法采用的是分压力测量技术,对质谱分析室的漏放气率的指标要求不高.通过实验得到四极质谱计的非线性引起的测量误差可达38%,在具体校准过程中能够很好调节稳压室中的气体压力,使通过小孔的气体流量与待校真空漏孔漏率非常接近,从而避免了四极质谱计的非线性影响.稳压室中的气体压力比较大,所以稳压室不需要特别严格的材料处理工艺,具体校准过程中也不需要彻底的烘烤出气就能得到纯净的单一气体.固定流导法校准真空漏孔的不确定度的评定值为2.6%,可以通过精确校准电容薄膜规和控制温度来进一步降低漏孔校准的不确定度.     

小孔流导测量方法的研究

在分子流条件下,给出了定容法和恒压法测量流导的方法,分析了测量不确定度.采用定容法气体微流量校准装置和恒压法气体微流量校准装置分别对小孔流导进行了测量,对2种测量方法进行了比对,一致性好于1.0%.     

Pressure drop inside a chamber during sudden evacuation via a tube of non-negligible volume and constant outgassing

A method is described to calculate the pressure drop in a chamber/tube system when suddenly changing the outside pressure to a lower value, taking into account the pumping line volume. Tube wall outgassing and gas generation inside the chamber are assumed to be pressure and time independent. An approximation is derived which can be used easily for practical applications.     

真空校准室内分子流场分布的理论分析与计算

在动态流量校准系统中,气体分子流场分布非均匀性是造成被校规测量值出现偏差的原因,也是校准装置系统误差的来源。介绍校准室内分子流场分布的理论计算方法,这种方法不仅能分析分子流场分布的非均匀性,还能够直接计算被校规室内的分子密度,给出规室内分子密度与进入校准室气体流量之间的函数关系。计算时考虑了校准室的几何结构,最大限度的减小了校准室结构设计对分子流场分布带来的影响。对返流比β和有效抽速Seff的计算方法,为动态流量校准装置系统参数的蒙特卡罗模拟提供了理论依据。     

Investigation of a set procedure for the stability of pressure control in the newly developed flow-control system at KRISS

Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) has assembled a new flow-control system (FCS-705) for the study of advanced applications and calibration of different types of vacuum gauges by comparison method. This report details the measurement of the outgassing rate of the main vacuum chamber by the pressure rate of rise method. Constant pressure was generated inside the vacuum chamber by employing a dynamic flow control method. Nitrogen gas flow data was recorded to demonstrate that constant pressure was controlled in the vacuum chamber. The measurements were performed in a sequence of increasing pressures.     

High-speed pumping to UHV

Development of a high-speed pumping system for ultra high vacuum (UHV) process dose not reduce only cost and waiting time for experiment and production, but also reduces CO₂ emission that is known as one of the serious causes in the global warming problem. Reduction of vapor water concentration in a purge gas line would be one of the most effective measures to reduce pumping time to UHV. We carried out control of water vapor in a nitrogen gas purge line in addition to surface treatments of chambers using buff polishing and electrolytic polishing, followed by measurement of outgassing rate of the chambers. Under the reasonable control of the water vapor, the pumping time to reach the pressure of 1 × 10⁻⁶ Pa was able to be shortened with two orders of the magnitude. And it was also found that the main residual gas in the chamber was hydrogen after pumping down with the low concentration of water vapor. The quality of residual gas was equivalent to the quality in a baked UHV system. The introduction of well controlled nitrogen gas to the vacuum system which was not baked out during its pumping has proved a pressure of 3 × 10⁻⁸ Pa for 24 h in the chamber without orifice.     

开式膨胀水箱在空调水系统中的定压控制与工程实践

讨论了工程中的空调水系统定压问题，涉及一次泵系统、二次泵系统、多点同时定压等情况，着重介绍开式膨胀水箱定压的方法及优点，并结合实际工程加以说明。