定容法正壓漏孔校準裝置
研制出定容法正壓漏孔校準裝置。采用滿(mǎn)量程分別為133 Pa( 差壓式) 、1. 33 × 105 Pa( 絕壓式) 的兩臺高精度電容薄膜真空計測量壓力變化,通過(guò)全金屬密封結構減小定容室漏放氣對測量結果的影響; 采用高精度半導體雙級恒溫系統獲得了296 ± 0. 02 K 的恒溫效果,減小溫度對漏孔漏率的影響; 通過(guò)三個(gè)不同的標準體積作為定容室,拓寬裝置的校準范圍。研究結果證實(shí),研制的校準裝置僅采用定容法實(shí)現了3 × 10 -1 ~ 4 × 10 -8 Pa·m3 /s 的校準范圍,合成標準不確定度為1. 2% ~ 3.2%。
正壓漏孔是向大氣壓環(huán)境下提供穩定氣體流量的裝置,常用于標定吸槍模式下工作的檢漏儀及其它正壓條件下的泄漏漏率,在航空航天、空調、電力、微電子、半導體等行業(yè)得到廣泛應用。為了保證正壓漏孔提供漏率數據的正確性,必須進(jìn)行定期校準。
正壓漏孔的校準方法通常有定容法、恒壓法、定量氣體動(dòng)態(tài)比較法、光譜儀法等。定容法正壓漏孔校準裝置的特點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、成本低,其校準范圍受溫度波動(dòng)、定容室體積大小及參考標準等因素影響,一般為10 -1 ~ 5 × 10 -6 Pa·m3 /s; 恒壓法正壓漏孔校準裝置相對復雜、成本高,校準范圍一般為10 -5 ~ 10 -7 Pa·m3 /s; 定量氣體比較法采用質(zhì)譜計作為比較器,通過(guò)配置標準氣體實(shí)現校準,其范圍一般為10 -6 ~ 10 -8 Pa·m3 /s 量級; 光譜儀法校準裝置采用紅外檢測技術(shù)測量累積室中泄漏氣體濃度變化得到泄漏漏率,主要用于校準制冷劑氣體的泄漏漏率,裝置的研制和運行成本比較高,校準范圍一般為1 ~ 50 g /y。
目前,大多數應用領(lǐng)域所用正壓漏孔漏率范圍為10 -2 ~ 10 -7 Pa·m3 /s,中國只有蘭州物理研究所( LIP) 采用定容法和動(dòng)態(tài)比較法實(shí)現了以上校準范圍。本文在參考國內正壓漏孔校準技術(shù)的基礎上,采用滿(mǎn)量程分別為133 Pa( 差壓式) 、1. 33 × 105 Pa( 絕壓式) 的兩臺高精度電容薄膜真空計測量定容室中氣體壓力變化,采用全金屬密封結構減小定容室的漏放氣,通過(guò)高精度半導體雙級恒溫系統減小溫度對漏孔漏率的影響,通過(guò)三個(gè)不同標準體積作為定容室拓寬校準范圍,僅用定容法實(shí)現3 × 10 -1~ 4 × 10 -8 Pa·m3 /s 的校準范圍,滿(mǎn)足大多數應用領(lǐng)域對正壓漏孔的校準需求。
結
研制的正壓漏孔校準裝置,采用滿(mǎn)量程分別為133 Pa( 差壓式) 、1. 33 × 105 Pa( 絕壓式) 的兩臺高精度電容薄膜真空計測量定容室中氣體壓力變化,用全金屬密封結構減小定容室的漏放氣,設計的高精度半導體雙級恒溫系統將溫度恒定在296 ± 0. 02K,從而減小了溫度對漏孔漏率的影響,通過(guò)三個(gè)不同標準體積作為定容室拓展裝置的校準范圍。研究結果表明,僅采用定容法實(shí)現了3 × 10 -1 ~ 4 × 10 -8 Pa·m3 /s的校準范圍,合成標準不確定度為1. 2%~ 3. 2%,裝置具有成本低、范圍寬、效率高等優(yōu)點(diǎn),能滿(mǎn)足大多數正壓漏孔校準的需求。