一种10~5～10~(-7) Pa现场真空计校准装置的设计

针对现场真空校准需求,设计出校准范围为10~5～10~(-7) Pa的现场真空计校准装置。装置集成了比较和标准流导两种校准方法,采用模块化设计减小了装置的体积和重量;通过触摸屏或计算机实现自动化数据采集及操作控制,装置能够自动出具并上传校准证书;校准室通过特殊工艺处理及双极串联抽气机组抽气,设计的极限真空度为10~(-8 )Pa量级;采用流导法和定容法设计出10~(-2)～10~(-10) Pa·m~3/s的复合型标准气体流量计,解决了宽量程标准流量的提供问题。本现场真空校准装置设计的校准范围为10~5～10~(-7) Pa,外形尺寸不超过500 mm×500 mm×600 mm,主体重量小于50 kg,具有校准范围宽、便携、自动化程度高等优点。     

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)。     

复合型便携式真空计校准装置

在原有基础上研制出复合型便携式真空计校准装置。将静态比较法、静态膨胀法及动态流量法复合在一台装置上,仅采用一台满量程为1.33×105Pa的电容薄膜真空计作为参考标准,实现较宽的真空度校准范围。实验结果表明,装置的校准范围为105Pa～10-5Pa,合成标准不确定度为1.3%～2.5%。装置的外形尺寸为450 mm×400 mm×750 mm,总重量小于35 kg,在原有校准装置的基础上减小了重量和成本,更适用于许多应用领域中真空计的现场校准。     

一种105~10-7 Pa现场真空计校准装置的设计北大核心CSCD

针对现场真空校准需求,设计出校准范围为105~10-7 Pa的现场真空计校准装置。装置集成了比较和标准流导两种校准方法,采用模块化设计减小了装置的体积和重量;通过触摸屏或计算机实现自动化数据采集及操作控制,装置能够自动出具并上传校准证书;校准室通过特殊工艺处理及双极串联抽气机组抽气,设计的极限真空度为10-8 Pa量级;采用流导法和定容法设计出10-2~10-10 Pa·m3/s的复合型标准气体流量计,解决了宽量程标准流量的提供问题。本现场真空校准装置设计的校准范围为105~10-7 Pa,外形尺寸不超过500 mm×500 mm×600 mm,主体重量小于50 kg,具有校准范围宽、便携、自动化程度高等优点。     

便携式真空计校准装置

为了解决许多应用领域对真空度的现场校准需求,研制出便携式真空计校准装置.采用直径为200mm的球形容器作为校准室,用两台不同量程的电容薄膜真空计作为参考标准.为实现宽量程校准,装置集成了静态比对法、静态膨胀法及动态流量法三种校准方法.实验结果证实该装置的校准范围可达1×105～4× 10-6 Pa,合成标准不确定度为1.3％ ～4.7％.装置的外形尺寸为450 mm× 400 mm×750 mm,总重量小于40kg.总之,该装置具有体积小、重量轻、便携和成本低等优点.     

真空计现场校准装置的研制

研制了一台便携式真空计现场校准装置,采用分体式设计,结构紧凑,装置小型化,便于现场移动。集成MKS薄膜真空计和370电离真空计作为标准器,利用静态比较法和动态平衡法,极限真空度可达10-6 Pa量级,在(1×10-3～1×105)Pa的测量范围内,相对扩展不确定度Urel=(5～0.5)%(k=2),解决了真空计及真空系统现场校准的难题,综合技术指标达到国内先进水平。     

多功能真空校准装置

为满足航天器热试验常用真空计及标准漏孔的校准需要,研制了多功能真空校准装置。该装置可用于进行热偶真空计、压阻规、电容薄膜真空规、潘宁规、热阴极电离规等真空测量传感器的校准,同时也可以用于渗透型真空漏孔的校准。装置选用静态比对法、动态比对法、质谱比对法设计建成,真空校准范围为1.33×10~5Pa~1×10~(-4)Pa,真空漏孔校准范围为5×10~(-5)~5×10~(-9)Pa·m~3/s,装置智能化水平高,操作简便,适合真空规管的批量校准。     

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%。     

定容式流导法微流量校准装置

定容式流导法微流量校准装置是气体微流量的计量标准,可采用定容法和流导法对气体微流进行校准,校准范围为(5×10-2～5×10-11)Pa·m3/s,合成标准不确定度为0.56%～1.7%.     

定容法正压漏孔校准装置

研制出定容法正压漏孔校准装置。采用满量程分别为133 Pa(差压式)、1.33×105Pa(绝压式)的两台高精度电容薄膜真空计测量压力变化,通过全金属密封结构减小定容室漏放气对测量结果的影响;采用高精度半导体双级恒温系统获得了296±0.02 K的恒温效果,减小温度对漏孔漏率的影响;通过三个不同的标准体积作为定容室,拓宽装置的校准范围。研究结果证实,研制的校准装置仅采用定容法实现了3×10-1~4×10-8Pa·m3/s的校准范围,合成标准不确定度为1.2%~3.2%。     

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.     

动态流导法真空校准装置

动态流导法真空校准装置是真空计量的标准,可用于高真空和超高真空规的校准,真空度的校准范围为10-1～5×10-7 Pa,合成标准不确定度为0.69%～1.4%.     

超高/极高真空校准装置的研制

超高/极高真空校准装置由极高真空(XHV)系统、超高真空(UHV)系统、流量分流系统和供气系统四部分组成。使用磁悬浮涡轮分子泵和非蒸散型吸气剂泵组合抽气,在XHV校准室获得了10-10Pa的极高真空;提出了分流法校准真空规的方法,使校准下限延伸到10-10Pa;利用非蒸散型吸气剂泵对惰性气体无抽速的特性,使用惰性气体校准时,减小了校准下限的不确定度;提出了采用线性真空计测量激光小孔分子流流导的方法,减小了小孔流导的测量不确定度。校准装置复合了分流法、压力衰减法和直接测量法对真空规进行校准,压力校准范围为10-1Pa~10-10Pa,合成标准不确定度为0.41%~3.5%。     

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。     

一种(105～10-8)Pa真空计校准装置的设计

针对(105～10-8)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,...     

空间磁偏转质谱计校准装置设计及校准方法研究

为确保磁偏转质谱计空间探测应用测量数据的准确性,设计了一套校准装置对磁偏转质谱计进行地面校准。本文介绍了装置的结构设计,并根据校准装置和磁偏转质谱计自身的特点,提出了二种校准方法,分别为:分压力测量法和标样气体法。研究表明,校准装置的极限真空度可达到5×10~(-8)Pa,二种校准方法对应不同的校准范围,可将质谱计的校准下限延伸至10~(-8)Pa,比国内目前已报道的质谱计的校准下限低1~2个量级。     

一种下限为5×10~(-16)Pa·m~3/s的高精度超灵敏度检漏装置

为了解决长寿命、高可靠真空器件的封装检漏需求,研制出下限可达5×10~(-16)Pa·m~3/s的高精度超灵敏度检漏仪。当前基于动态分流原理的通用检漏仪由于引进质谱计分析室的示漏气体量小致使实际检漏下限为10~(-11)Pa·m~3/s,通过软件修正实现的检漏下限可达10~(-12)Pa·m~3/s;基于累积法的超灵敏度检漏下限可达5×10~(-15)Pa·m~3/s,该方法采用商用漏孔作为参考标准,通过线性递推得到的检漏结果偏差可达一个数量级以上,严重影响特殊应用领域器件的高可靠性和寿命。本文在原有的研究基础上,提出累积比较检漏方法。在特殊加工的累积室中对示漏He气进行累积,使其形成的分压力在质谱计测量范围内;通过对累积室内壁的特殊工艺处理获得了更小的示漏气体本底压力;用新研制的下限为5×10~(-16)Pa·m~3/s高精度流量计作为参考标准比较获得被检测器件漏率,避免传统采用自身偏差较大的漏孔作为参考标准和使用线性递推得到漏率引入的较大偏差。实验结果证明,所研制装置的检漏范围为10-12～5×10~(-16)Pa·m~3/s,检漏结果的不确定度为5. 3%～13%。     

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%.     

“新一代静态膨胀法真空标准装置”获国防技术发明二等奖

<正>静态膨胀法真空标准装置具有操作简单、测量不确定度小的优点,经过百年的探索和研究,包括我国在内的多个国家已将该标准作为真空计量基准器具。近年来,随着我国在航天、高能物理、核聚变、表面科学、微电子器件等领域发展迅速,对超高真空精确校准提出了普遍需求,而传统静态膨胀法真空标准装置的校准下限通常为10-4Pa到10-5Pa量级,不能实现对超高真空精确校准需求,需采用新技术、新方法研制新一代静态膨胀法真空标准装置。     

便携式动态相对法真空标准装置简介

正便携式动态相对法真空标准装置(如图所示)为沈阳真空技术研究所、国家真空设备质量监督检验中心研制的现场校准设备,良好的解决了真空设备连续生产无法送检校准、真空计送检过程易损等问题。为用户带来更大效益与便利。主要用途:用于对现场的各类真空计的校准。装置结构紧凑便于携带,是理想的现场校准装置。校准范围:5×10~(-4)Pa～1×10~5 Pa。