真空漏孔的校準方法的分類(lèi)
在檢漏工作中,定量地確定被檢漏孔的漏率更具實(shí)際意義。定量地確定被檢漏孔的漏率需要有三個(gè)基本條件:
(1)漏率穩定、數值可靠的參考漏孔;
(2)正確地用參考漏孔對檢漏儀進(jìn)行校準;
(3)檢漏儀的檢漏條件與校準條件一致。
按照參考漏孔使用時(shí)兩端的壓力狀態(tài),可以分為真空漏孔和正壓漏孔兩類(lèi)。真空漏孔是在人口壓力為一個(gè)大氣壓、出口壓力小于1kPa條件下校準和使用的漏孔。正壓漏孔是在人口壓力大于一個(gè)大氣壓、出口壓力為一個(gè)大氣壓條件下使用的漏孔。由于真空漏孔和正壓漏孔的使用條件不同,故它們的校準方法也不完全相同。國際上對真空漏孔的校準已經(jīng)研制了多種測量原理的校準裝置,并在不同標準裝置間進(jìn)行了比對研究。對正壓漏孔的校準,因為受到正壓檢漏定量性差和正壓漏孔校準條件較難滿(mǎn)足的局限,以前在國際上研究得不夠;但是,隨著(zhù)吸槍式質(zhì)譜計檢漏法的應用和普及,對正壓漏孔的校準問(wèn)題已經(jīng)開(kāi)始引起重視了。本文主要介紹真空漏孔的校準方法,正壓漏孔的校準方法見(jiàn)校準氣體漏率的正壓漏孔校準裝置結構組成。
參考漏孔的漏率就是在規定條件下,在單位時(shí)間內通過(guò)漏孔流出的氣體量。如果將參考漏孔的一端與密閉容器相通,通過(guò)測量容器內氣體的壓力、體積、溫度的變化,則可以由下式得到參考漏孔的漏率
QL=d [pV/(RT)]/dt=(1/R)d(pV/T)/dt (1)
式中QL為參考漏孔的漏率,mol/s;p為氣體的壓力,Pa;V為氣體的體積,m 3;R 為摩爾氣體常數,J/(mol·K);T為絕對溫度,K;t 為時(shí)間,s。
由于溫度變化不僅不易控制,而且還會(huì )帶來(lái)其他效應,例如改變參考漏孔的漏率,所以參考漏孔的漏率都是在恒溫條件下進(jìn)行測量的,恒溫是漏孔校準成功的基本條件。測量時(shí),如果壓力和體積都改變,則為變容變壓法;如果壓力保持不變,則為恒壓變容法;如果體積保持不變,則為定容變壓法。
將從參考漏孔流出的氣體產(chǎn)生的效應與參考標準相比,從而判定參考漏孔的漏率,則為比較法。如果是在動(dòng)態(tài)系統中進(jìn)行比較,則為動(dòng)態(tài)比較法;根據采用參考標準,又可分為氣體微流量計動(dòng)態(tài)比較法和參考漏孔動(dòng)態(tài)比較法等。如果是在靜態(tài)容器中進(jìn)行比較,則為靜態(tài)比較法;根據采用的參考標準,又可分為定量氣體靜態(tài)比較法和參考漏孔靜態(tài)比較法等。
隨著(zhù)工業(yè)和科技領(lǐng)域對檢漏定量性能越來(lái)越高的要求,研究真空漏孔的穩定性、校準、量值傳遞等計量學(xué)特性越來(lái)越受重視。在所述的校準真空漏孔的各方法中,恒壓變容法最準確和絕對性最好;定容變壓法適于校準漏率較大的真空漏孔;變容變壓法的測量不確定度大,但效率高;比較法中以氣體微流量計動(dòng)態(tài)比較法最準確,且絕對性最好;其余的幾種比較法較實(shí)用,但絕對性較差。
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