专利名称：一种延伸定容法校准正压漏孔下限的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种延伸定容法校准正压漏孔下限的装置，用于微小流量正压漏孔的校准和測量，属于测量技术领域。
背景技术：
正压泄漏检测技术在航天、表面、微电子、太阳能、光电子等科研生产中具有重要的意义，随着科技进步需要对更小漏率的泄漏进行检测，然而这些正压检测工具的标定将面临着严重的技术挑战。文献“正压漏孔校准装置”，《真空科学与技术学报》第21卷、2001年第I期、 第55 59页”，介绍了定容法和质谱计比较法校准正压漏孔，采用定容法校准下限是5 X IO-6PamVs,限制定容法校准下限的主要因素是实验室温度的波动在1°C以上，累积室器壁的放气及体积较大无法校准更小漏率的漏孔。文章尽管采用质谱计比较法将正压漏孔校准下限延伸至5X10_8Pam3/s，但质谱计比较法校准一台正压漏孔至少需要10天以上，合成标准不确定度为15%，并且系统的成本非常昂贵。因此，本专利采用高精度恒温系统减小了温度对测量结果的影响，采用消气剂泵消除了器壁活性气体放气对测量结果的影响，采用高精度差压规提高了測量精度，通过减小定容室体积的方法减小了累积时间，将定容法校准正压漏孔下限延伸至10_8Pam3/s，将校准时间缩短为3小时以内，将系统的合成标准不确定度减小到10%以内，满足了目前绝大多数领域对正压漏孔校准的需求。
实用新型内容本实用新型的目的是为了提出ー种延伸定容法校准正压漏孔下限的装置。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。本实用新型的ー种延伸定容法校准正压漏孔下限的装置，包括气源I、微调阀2、第一真空阀门3、第二真空阀门4、第三真空阀门8、第四真空阀门10、第五真空阀门11、差压规5、真空规6、消气剂泵7、容积9、抽气泵12、正压漏孔13和恒温箱14 ；微调阀2的一端与气源I连接，微调阀2的另一端与第一真空阀门3的一端、第五真空阀门11的一端连接；第五真空阀门11的另一端与抽气泵12连接；第一真空阀门3的另一端与第二真空阀门4的一端、差压规5的一端连接；第二真空阀门4的另一端与差压规5的另一端、真空规6、容积9的一端连接；容积9的另一端与第三真空阀门8的一端、第四真空阀门10的一端连接；第三真空阀门8的另一端与消气剂泵7连接；第四真空阀门10的另一端与正压漏孔13连接；第一真空阀门3、第二真空阀门4、第四真空阀门10、容积9和正压漏孔13安装在恒温箱14中；上述各部件通过管路连接。利用延伸定容法校准正压漏孔下限装置校准正压漏孔的方法，具体步骤为I)将被校准正压漏孔13安装在第四真空阀门10上，并检查密封性；2)启动恒温箱14，然后打开抽气泵12，然后依次打开第一真空阀门3、第二真空阀门4、第四真空阀门10、第五真空阀门11对容积9和阀门管道抽气，最后打开差压规5和真空规6，并保持环境温度为23±3°C ；3)当差压规5和真空规6稳定工作后，并在容积9及管道中压カ小于I X 10_3Pa后对差压规5和真空规6进行调零；4)关闭第五真空阀门11，通过微调阀2向容积9中注入压カ为Pl的氮气，然后关闭第四真空阀门10，接下来再打开第五真空阀门11将容积9及管道中的气体抽走，然后关闭第一真空阀门3，打开第四真空阀门10将密封在第四真空阀门10与正压漏孔13出口间的气体膨胀；正压漏孔13接头体积为Vj，容积9是第一真空阀门3、第三真空阀门8、第四真空阀门10间的体积V0，膨胀后的压カ为P2，可计算得到正压漏孔13接头体积Vj =V0*P2/(P1-P2)；5)关闭第五真空阀门11，打开第一真空阀门3，通过微调阀2向容积9中注入IOOkPa惰性气体He，然后关闭第一真空阀门3和第二真空阀门4，打开第三真空阀门8，让消气剂泵7抽出容积9及管道中释放出的活性气体，以避免放气对测量结果的影响；打开第四真空阀门10的同时记录开始时间tl和差压规5的初始压カPs，过一段时间后在时间t2时差压规5的压カ为P，第二真空阀门4、第三真空阀门8和第四真空阀门10之间的容积为V，则被校准正压漏孔13的漏率Q为Q = (P-Ps) *(Vj+V)/(t2-t I)；6)关闭所有第一真空阀门3、第二真空阀门4、第三真空阀门8、第四真空阀门10、第五真空阀门11、差压规5、真空规6、抽气泵12和恒温箱14，最后拆卸被校准的正压漏孔13。上述被校准正压漏孔13的漏率为10_6 10_8Pam3/s ;当正压漏孔13的漏率大于10_6Pam3/s时，可増大容积9来校准；上述被校准正压漏孔13自带气室；如果不带气室，则需另配气室，示漏气体为高纯惰性气体，如He ；上述恒温箱14的恒温精度小于O. I°C ;上述真空规6为满量程为IOOOTorr的电容薄膜规，測量精度是读数的O. 05%，并且在调零前工作12小时以上； 上述差压规5为满量程为ITorr的电容薄膜规，測量精度是读数的0.05%，并且在调零前工作12小时以上；上述VO是精确测量的已知体积，接头体积Vj为至少六次测量平均值；上述Vj和V的体积和小于20mL，正压漏孔13的漏率为至少六次测量的平均值；上述步骤5)中合成标准测量不确定度小于10%。有益效果本实用新型采用高精度恒温装置减小了温度对测量结果的影响，采用消气剂泵消除了器壁活性气体放气对测量结果的影响，采用高精度差压规提高了測量精度，通过减小定容室体积的方法减小了累积时间，将定容法校准正压漏孔下限延伸至10_8Pam3/s，提高了正压漏孔校准的效率，减小了校准的測量不确定度，降低了成本。
[0027]图I为本实用新型的系统结构示意图；其中，I-气源，2-微调阀，3-第一真空阀门，4_第二真空阀门，5_差压规，6_真空规，7-消气剂泵，8-第二真空阀门，9-容积，10-第四真空阀门，11-第五真空阀11，12-抽气泵，13-正压漏孔，14-恒温箱。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进ー步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不是限制本实用新型的范围。实施例延伸定容法校准正压漏孔下限的装置，包括气源I、微调阀2、第一真空阀门3、第ニ真空阀门4、第三真空阀门8、第四真空阀门10、第五真空阀门11、差压规5、真空规6、消气剂泵7、容积9、抽气泵12、正压漏孔13和恒温箱14 ； 微调阀2的一端与气源I连接，微调阀2的另一端与第一真空阀门3的一端、第五真空阀门11的一端连接；第五真空阀门11的另一端与抽气泵12连接；第一真空阀门3的另一端与第二真空阀门4的一端、差压规5的一端连接；第二真空阀门4的另一端与差压规5的另一端、真空规6、容积9的一端连接；容积9的另一端与第三真空阀门8的一端、第四真空阀门10的一端连接；第三真空阀门8的另一端与消气剂泵7连接；第四真空阀门10的另一端与正压漏孔13连接；第一真空阀门3、第二真空阀门4、第四真空阀门10、容积9和正压漏孔13安装在恒温箱14中；上述各部件通过管路连接。利用延伸定容法校准正压漏孔下限装置校准正压漏孔的方法，具体步骤为I)将被校准正压漏孔13安装在第四真空阀门10上，并检查密封性；2)启动恒温箱14，4h后使其温度稳定在23°C，在4小时内波动小于O. 05°C ;然后打开抽气泵12，然后依次打开第一真空阀门3、第二真空阀门4、第四真空阀门10、第五真空阀门11对容积9和阀门管道抽气，最后打开差压规5和真空规6，并保持环境温度为23±3°C ；3)当差压规5和真空规6稳定工作后，容积9及管道中压カ为4.9X 10_4Pa小于I X 10_3Pa，开始对差压规5和真空规6进行调零；4)关闭第五真空阀门11，通过微调阀2向容积9中注入压カ为Pl = 60kPa的氮气，然后关闭第四真空阀门10，接下来再打开第五真空阀门11将容积9及管道中的气体抽走，然后关闭第一真空阀门3，打开第四真空阀门10将密封在第四真空阀门10与正压漏孔13出口间的气体膨胀；正压漏孔13接头体积为Vj，容积9是第一真空阀门3、第三真空阀门8、第四真空阀门10间的体积VO = 23. 35mL，膨胀后的压カ为P2 = 12kPa，将体积重复測量6次后，可计算得到正压漏孔13接头体积測量6次的平均值Vj = V0*P2バP1-P2)=
5.84mL ；5)关闭第五真空阀门11，打开第一真空阀门3，通过微调阀2向容积9中注入IOOkPa惰性气体He，然后关闭第一真空阀门3和第二真空阀门4，打开第三真空阀门8，让消气剂泵7抽出容积9及管道中释放出的活性气体，以避免放气对测量结果的影响；打开第四真空阀门10的同时记录开始时间tl和差压规5的初始压カPs = 100. 23kPa，过3600s后在时间t2时差压规5的压カ为P = 103. 94kPa，第二真空阀门4、第三真空阀门8和第四真空阀门10之间的容积为V = 13. 29mL，重复测量6次后，则被校准正压漏孔13的漏率测量 6 次的平均值为 Q = (P-Ps)* (Vj+V)/(tl-t2) = 2. OX lO’amVs ；6)关闭所有阀门，关闭所有真空规，关闭抽气泵，关闭恒温箱，最后拆卸被校准的 正压漏孔。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1. ー种延伸定容法校准正压漏孔下限的装置，其特征在于包括气源(I)、微调阀(2)、第一真空阀门(3)、第二真空阀门(4)、第三真空阀门(8)、第四真空阀门(10)、第五真空阀门(11)、差压规(5)、真空规(6)、消气剂泵(7)、容积(9)、抽气泵(12)、正压漏孔(13)和恒温箱(14)； 微调阀(2)的一端与气源(I)连接，微调阀(2)的另一端与第一真空阀门(3)的一端、第五真空阀门(11)的一端连接；第五真空阀门(11)的另一端与抽气泵(12)连接；第一真空阀门(3)的另一端与第二真空阀门(4)的一端、差压规(5)的一端连接；第二真空阀门(4)的另一端与差压规(5)的另一端、真空规(6)、容积(9)的一端连接；容积(9)的另一端与第三真空阀门(8)的一端、第四真空阀门(10)的一端连接；第三真空阀门(8)的另一端与消气剂泵⑵连接；第四真空阀门(10)的另一端与正压漏孔(13)连接；第一真空阀门(3)、第二真空阀门(4)、第四真空阀门(10)、容积(9)和正压漏孔(13)安装在恒温箱(14)中； 上述各部件通过管路连接。
专利摘要本实用新型涉及一种延伸定容法校准正压漏孔下限的装置，用于微小流量正压漏孔的校准和测量，属于测量技术领域。包括气源、微调阀、第一真空阀门、第二真空阀门、第三真空阀门、第四真空阀门、第五真空阀门、差压规、真空规、消气剂泵、容积、抽气泵、正压漏孔和恒温箱；本实用新型采用高精度恒温装置减小了温度对测量结果的影响，采用消气剂泵消除了器壁活性气体放气对测量结果的影响，采用高精度差压规提高了测量精度，通过减小定容室体积的方法减小了累积时间，定容法校准正压漏孔下限延伸至10-8Pam3/s，提高了正压漏孔校准的效率，减小了校准的测量不确定度，降低了成本。
文档编号G01M3/26GK202453162SQ20122003575
公开日2012年9月26日 申请日期2012年2月6日 优先权日2012年2月6日
发明者卢耀文 申请人:江苏东方航天校准检测有限公司