MEMS型电容薄膜真空计研究进展

目前常用的电容薄膜真空计体积大、重量重,不能满足深空探测、临近空间探索、战略武器、战地医疗等特殊领域的真空测量需求。基于MEMS技术的电容薄膜真空计,能够使传感器、信号处理和控制电路等结构微型化,突破了传统电容薄膜真空计外形及质量限制,具有体积小、重量轻、功耗低、便于集成化等优点,成为真空测量仪器研究的热点,能更好地满足特殊条件下的真空测量需求。文章对MEMS型电容薄膜真空计的发展现状、技术特点等进行了探讨研究,并对其发展前景提出展望。     

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。     

低温绝热容器中皮拉尼真空计取代热偶真空计的可行性分析

在低温绝热容器夹层真空度的测量中,皮拉尼真空计和热偶真空计较适用,目前热偶真空计应用较多。从测量范围、测量精度、测量温度、互换性、远程监控、检漏能力和性价比等方面,对皮拉尼真空计和热偶真空计的性能进行了比较,得出皮拉尼真空计更适用于低温绝热容器夹层真空度测量的结论。最后列举了目前国外几种典型的商用皮拉尼真空计和热偶真空计的技术参数。     

火星探测小型电容薄膜真空计的性能研究

目前在用电容薄膜真空计存在体积大、重量重等问题,无法满足深空探测中真空测量需求,因此设计了一种具有外形尺寸小、重量轻、工作温度范围宽等特点的小型电容薄膜真空计。在已经建立的金属膨胀式真空标准装置上对小型电容薄膜真空计的线性、稳定性、重复性等各项性能进行了反复的实验研究。实验结果表明,小型电容薄膜真空计具有良好的线性,重复性和稳定性的计算结果均能满足火星探测要求。     

石英晶振真空度检测系统

随着科研及工业的不断发展, 对真空环境的要求越来越高, 相应的真空测量技术要求也越来越严格, 在精准测量的基础上对传感器的体积提出了更高的要求, 例如MEMS封装的真空设备将需要较小体积的传感器来完成真空度的测量。而目前常见的电阻真空规、液态式真空计、电容真空计、热传导真空计等都无法同时满足小体积、宽范围、高精度的测量要求。本文基于石英晶振在不同气压环境下振荡时其两端阻抗随环境中气压的改变而变化的原理, 设计了石英晶振振荡电路、信号隔离电路、差分放大电路、真有效值转换电路等, 并且将其前端信号利用STM32单片机进行处理, 通过编写对应的软件程序实现不同环境中真空度检测。在石英晶振振荡电路方面与已有研究有所不同, 本文采用石英晶振本身作为激励信号的自振荡电路, 相对于已有研究中的外加激励信号源而言频率稳定, Q值高, 因此能够产生非常稳定的正弦振荡, 可以有效的减小整个系统的测量误差, 提高测量精度。经过实际测试, 实验结果表明, 系统设计合理, 测量精度高, 达到预期测量效果。     

真空计的发展概况与趋势

真空计量器具被广泛应用于各科学实验领域,种类繁多,样式各异。真空计的微型化是其主要发展趋势。概述了真空计的发展历程,重点对近年来真空计的最新发展作了梳理,并提出了某些特殊环境下真空度测量方法的构想。     

真空标准的现状

序言 低于大气压的压力状态称之为真空,真空度可定义为该状态下的压力,这个定义能够连续地表现从低真空到超高真空整个真空范围的压力状态。 为使物理量的标准能够被广泛地应用,.必须建立2个标准:即具备绝对标准和为了能够将绝对标准与实际许多测量值联系起来进行比较的副标准。在日本工业标准中,规定了标准的各种真空度的测量法。在日本电子技术综合研究所,用麦克劳真空计等真空度标准的计量装置,保持着10-3托以下压强的真空度标准。用这套装置校准,作付标准用的电离真空计,可以通过日本真空协会得到,该标准系统的详细情况本刊已有介绍。本…     

基于温度场原理的真空管道真空度测试系统平台设计与实现

为了满足无预留真空度检测口的液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的测量,本文提出了基于温度场原理的真空度测试方法,设计并实现了基于温度场原理的低温真空管道真空度测试系统平台。该低温真空管道真空测试系统结构简单、成本低廉、使用方便,主要包括内管、隔热层、外管、温度传感器和数据采集系统等组件:内管里填充了低温液体,隔热层内层为玻璃纤维纸、外层为铝箔,外管将内管封闭在内且其上有抽真空口以及真空计连接口,温度计测量外管温度,模拟了低温真空管道真空夹层压强对管道保冷性能的影响。主要对真空测试系统中内管道的真空度、外管的温度等相关技术参数进行现场实验验证,实验结果达到了预期的指标要求。     

真空摩擦磨损试验机的真空系统设计

真空摩擦磨损试验机主要用于评定金属和非金属材料在真空状态下的摩擦磨损性能,其性能测试的精确性和可靠性直接依赖于试验机的真空系统.本文设计的真空摩擦磨损试验机真空系统包括真空获得系统、真空测量系统和真空室.真空获得系统采用分子泵和机械泵串联抽取真空,可使系统获得10-5 Pa的极限真空度.真空测量系统采用由电阻规和电离规组成的复合真空计.文中详细设计了真空室的结构、壁厚等,并采用商业有限元软件Ansys分析了其应力和应变.理论计算分析表明,该真空室强度满足设计要求.     

电容式薄膜真空压力传感器设计

电容薄膜真空计广泛应用于中、低真空的测量,为了提高电容薄膜真空计的测量准确性,将算法应用于电容式薄膜压力计的数据处理中。分段拟合方法可以根据每个数据段上的数据特性,使每个数据段上的误差数据曲线拟合得更加准确。然而,这种方法会在边界点处出现数据点跳跃间断的问题,这对实际使用有很大影响。文章设计了一种基于模糊控制原理的数据处理算法,以消除气压测量值在分界点处的跳跃间断问题。经过模糊控制算法的处理,电容薄膜真空计的测量精度得到了提高,气压测量数据曲线在全范围内具有良好的连续性。

     

TRIZ理论在真空热处理测量装置研究中的应用

在真空热处理测量装置中,传统的四极质谱计由于结构缺陷存在残余气体检测不充分的问题,而标准真空计和被校真空计之间使用的T型三通同样由于结构问题存在真空度检测效率低的问题,导致大容量真空炉的真空度和残余气体测不准。文章从TRIZ理论方法的角度出发,对传统的四极质谱计结构进行不对称式优化,将T型三通变为球面结构并作加热和气压控制改进,优化和改进提高了真空热处理测量装置的工作效率。     

《真空测量与控制》一书出版发行

合肥工业大学朱武、干蜀毅编著、王先路教授主审的《真空测量与控制》一书于2008年4月由合肥工业大学出版社出版发行。《真空测量与控制》系统介绍了真空测量、真空校准、真空检漏、真空控制的原理和方法。主要内容包括:真空测量技术、液位式真空计、热传导真空计、热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计、分压力测量和残余气体分析、真空计校准、真空检漏的基本原理、各种检漏方法、氦质谱检漏仪及其它检漏仪、标准漏孔、真空测量仪器电路、真空设备与系统的自动控制等。     

《真空测量与控制》一书出版发行

合肥工业大学朱武、干蜀毅编著、王先路教授主审的《真空测量与控制》一书于2008年4月由合肥工业大学出版社出版发行。《真空测量与控制》系统介绍了真空测量、真空校准、真空检漏、真空控制的原理和方法。主要内容包括:真空测量技术、液位式真空计、热传导真空计、热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计、分压力测量和残余气体分析、真空计校准、真空检漏的基本原理、各种检漏方法、氦质谱检漏仪及其它检漏仪、标准漏孔、真空测量仪器电路、真空设备与系统的自动控制等。     

《真空测量与控制》一书出版发行

正合肥工业大学朱武、干蜀毅编著、王先路教授主审的《真空测量与控制》一书于2008年4月由合肥工业大学出版社出版发行。《真空测量与控制》系统介绍了真空测量、真空校准、真空检漏、真空控制的原理和方法。主要内容包括:真空测量技术、液位式真空计、热传导真空计、热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计、分压力测量和残余气体分析、真空计校准、真空检漏的基本原理、各种检漏方法、氦质谱检漏仪及其它检漏仪、标准漏孔、真空测量仪器电路、真空设备与系统的自动控制等。     

论复合真空计对0．1Pa真空度的测量

在工业生产、科研院所等部门,电子复合真空计被广泛用于真空镀膜机、热处理真空炉等真空设备中。电子复合真空计是真空计量仪器。我们以较为常用的北京兴华真空仪表厂生产的ＪＦ型、ＦＺｈ型复合真空计和四川成都仪器厂生产的ＷＺＫ型复合真空计为例,讨论一下复合真空计在０１Ｐａ及其附近位置,真空度测量状况及其特点。根据复合真空计产品说明书中技术条件,多数复合真空计热偶计部分的真空度测量范围一般为２０Ｐａ～０．１Ｐａ,电离计部分的真空度测量范围为１０×１０-１Ｐａ～１０×１０-５Ｐａ。这里,我们注意到,１０×１０-１Ｐａ这一…     

新型复合真空计校准技术研究

随着真空应用产业的发展,新型复合真空计由于其具有优越的技术性能,在真空测量领域发挥着越来越重要的作用,被各大厂矿、企事业单位广泛使用。该真空计采用模块化集成设计,实验室常规的校准方法无法进行校准,通过对反磁控皮拉尼复合真空计测量原理的分析,将可变量输出的对数模拟标准电压信号转化为真空度信号,进行示值误差分析,对照国家颁布的相关校准规范,给出校准结果。此技术为复合真空计的校准提供了实验基础和理论依据,解决了该类型真空计的校准难题。     

《WZK─IP型》复合计改为高压强计试验报告

一、概述 近年来,在低真空测量方面,工业上通常采用热传导真空计(热偶计、电阻真空计)或水银真空计。在工业用的真空系统中,如真空冶金、真空镀膜、真空浸渍、制药、造纸等要测量的压强常常处在中真空范围(1～10-5乇),因此广泛采用复合计。 热传导真空计测量准确性较差,受环境温度,油蒸汽污染的影响较大,对压强的快速变化反应较慢。水银真空计虽然原则上比较准确一些,但它影响工人的健康,此外操作不方便,读数慢,不能测量可凝性汽体等缺点。复合计的低真空和高真空衔接不好,用钨丝做灯丝的电离计管在10-1～10-3乇情况下工作寿命很短,。高压强…     

《真空测量与控制》一书出版发行

<正>合肥工业大学朱武、干蜀毅编著、王先路教授主审的《真空测量与控制》一书于2008年4月由合肥工业大学出版社出版发行。《真空测量与控制》系统介绍了真空测量、真空校准、真空检漏、真空控制的原理和方法。主要内容包括:真空测量技术、液位式真空计、热传导真空计、热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计、分压力测量和残余气体分析、真空计校准、真空检漏的基本原理、各种检漏方法、氦质谱检漏仪及其它检漏仪、标准漏孔、真空测量仪器电路、真空设备与系统的自动控制等。     

薄膜电容真空计电源的研究

介绍了利用交流电桥和相敏检波（PSD）原理设计的薄膜电容真空计电源的电路实施方案、主机电路结构和实测性能，对其中关键的小电容测量方法进行了深入的研究，在8h内测量，电容差值的漂移可小至10－3pF。主机结构采用微机控制和真空计模块化设计，可构成复合真空计或用于组装其他真空计。初步测试结果表明，这种真空计用单规管可以实现从大气至1Pa，覆盖五个数量级的真空度测量。     

热传导真空计测量非稳定气流压强的热惯性的修正方法

在空间科学技术、高能粒子、受控热核反应和高速风洞等尖端科学技术研究中,出现了特殊环境下的真空度测量,尤其对非稳定气流和非均匀气流的压强测量,提出了一些新的要求和探测中的特殊问题。较为关心的问题之一,是真空计的响应速度,一般要求具有快速响应特性。但是,要求真空计具有快速反应只是问题的一个方面,而实际上有些真空计如热丝、热电偶和热电堆等热传导真空计,其本身固有一定的热惯性。由于它们具有结构简单、体积和功耗小等特点,常被用来测量非稳定气流的压强。这就要求不但测