正压漏孔校准装置性能测试

正压漏孔校准装置可采用定容法和定量气体动态比较法进行正压漏孔的校准。定容法的校准范围是１００～５×１０＾－３Ｐａ．Ｌ／ｓ,不确定度小于９．１０％;定量气体动态比较法的校准范围是１×１０＾－２～５×１０＾－５Ｐａ．Ｌ／ｓ,不确定度小于１４．２０％。     

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     

用气体微流量标准装置校准参考漏孔

介绍气体微流量标准装置用比较测量法和直接测量法校准漏孔的方法，并给出漏孔的核准结果。该标准装置的校准范围为１７～１×１０－５Ｐａ·Ｌ／ｓ，不确定度小于２％。     

标准漏孔的校准方法

桑迪亚实验室标准部广泛采用比较法，Ｐ Ｖ法和积累清除法校准标准漏孔。比较法可用于 １０－５到 １０－８大气压·厘米３／秒范围。最大误差为１０％．Ｐ Ｖ法主要用于１０－３到１０－５大气压·厘米３／秒范围的较大漏孔的校准，最大误差为５％。最后，积累清除法主要可用于校准 １０－４到 １０－１０大气压·厘米３／秒范围的漏孔，误差在５％到２０％。本文之目的在于介绍这三种校准方法，包括其误差分析，还评述这些方法并将它们与其它漏孔校准方法相比较。     

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５００ｎｍ,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＾－６Ｐａ）和１０％（１０＾－７Ｐａ）。     

动态流量法超高真空标准装置的性能测试

动态流量法超高真空标准装置是用于校准真空规的绝对真空计量标准。它由校准系统、恒压式气体微流量计和抽气系统组成。极限压力６．５×１０－９Ｐａ，校准范围１０－２～１０－７Ｐａ，不确定度３％（１０－２～１０－６Ｐａ）和１０％（１０－７Ｐａ）。     

正压漏孔校准

介绍了定容变压法、恒压变容法、定量气体动态比较法、参考漏孔动态比较法对正压漏孔进行校准方法。给出了测试结果和实验分析。     

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.     

获得2.9×10~(-10)Pa的三极溅射离子泵

我所为完成原第一机械工业部下达的７２１８１超高真空技术研究课题，研制了Ｌ－１００型三极溅计射离子泵。经试验、鉴定，该泵抽速为１６０Ｌ／ｓ，极限真空为２．９×１０－１０Ｐａ（ＳＧ－４型冷磁控极高真空测量），并成功地应用到为航天工业部某单位研制的ＪＷＺ－１００型静电支承仪表无油超高真空排气台上做为主泵。该排气台系统极限真空达到５．５×１０－８Ｐａ。     

恒压式微流量计的研制

介绍了恒压式微流量计的设计原理和参数的选择方法，并给出了实验结果，流量测量范围为３．４９～１．９７×１０－５Ｐａ·Ｌ／ｓ，不确定度小于２．２５％。该微流量计己用于动态流量法校准系统和低温泵的抽速测量之中。     

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％。     

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.     

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%.     

A New Calibration Apparatus of Port Quick Leak Detector for Spacecraft

The leak rate of spacecraft port must meet certain standards during the opening and closing processes. The port quick leak detector can be used to on-line measure leak rates of spacecraft port. In this work, a new calibration apparatus is designed and investigated. It can work at different temperatures with different gases in a wide leak rate range. This apparatus consists of the standard leak rate system, calibration system, temperature control system, gas supply and pumping system, which is designed on the basis of direct comparison calibration method and pressure-rising method with a constant volume, and the leak rates are provided by the standard leak rate system. The calibration range of the calibration apparatus is from 2 × 10 ^–6 to 2 × 10 ^–2 Pa m³/s. Its combined standard uncertainty is about 4.7%, and its calibration temperature is from ? 50 to 20 °C. Within the above leak rate and temperature ranges, the correction factor of the port quick leak detector is about 0.88–1.09.     

动态流导法真空校准装置的性能测试

介绍了动态流导法真空校准装置的校准原理、校准方法,测试了性能指标,校准了分离规和磁悬浮转子规.实验结果表明,校准范围为(2.6×10-7～2.4×10-1)Pa,不确定度小于1.4%,磁悬浮转子规的校准结果与德国PTB的校准结果的一致性好于1.6%.     

采用静态膨胀法校准标准漏孔极小漏率的不确定度评定

采用静态膨胀法校准10^-10Pa·m^3／s量级的真空标准漏孔,通过对校准结果的不确定度评定,发现被校漏率产生的离子流上升率是不确定度的主要来源。与高纯气体三级膨胀的测量不确定度分量相比较,采用混合气体二级膨胀的校准方式,能够减小膨胀过程对校准结果的影响,在简化了校准过程的同时,也提高了校准效率。     

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。     

正压漏孔的校准方法

随着吸枪式质谱计检漏法的广泛应用，在有些应用领域中，对正压检漏法的定量性提出了更高的要求。解决正压检漏定量性问题的关键之一，就是要精确地校准正压漏孔。校准正压漏孔的主要方法有：恒压变容法、定容变压法、变容变压法、动态比较法和理论推算法。这些方法既有各自的优点，也存在各自的不足。在实验研究的基础上，对以上各种方法的适用性、局限性、误差分析和尚需解决的问题作一探讨和评价。