一种基于静态累积衰减比较法的正压漏孔校准装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种基于静态累积衰减比较法的正压漏孔校准装置及方法，该校准装置及方法能够实现对正压漏孔的校准，且校准范围较宽、满足多种示漏气体的校准。该装置主要由抽气系统、氦质谱检漏仪和两套取样系统组成；取样系统包括压力计、集气室、截止阀、截止阀II、截止阀III、取样室及毛细管；连接关系为：压力计与集气室相连，集气室通过截止阀I与取样室的进气口相连，取样室的出气口依次通过截止阀II、毛细管及截止阀III与氦质谱检漏仪相连；抽气系统主要由抽气泵、截止阀A和截止阀B组成；抽气泵通过截止阀A与其中一套取样系统的取样室相连，抽气泵通过截止阀B与另一套取样系统的取样室相连。
【专利说明】-种基于静态累积衰减比较法的正压漏孔校准装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于静态累积衰减比较法的正压漏孔校准装置及方法，属于测量
【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 在文献"恒压式正压漏孔校准装置的设计，《真空科学与技术学报》，2007年第5 期，第442页?446页"中，介绍了一种采用恒压法校准正压漏孔的方法，该方法为将正压漏 孔流出的示漏气体直接引入恒压法正压漏孔校准装置的变容室中，改变活塞的位移使得变 容室的容积增加而保证变容室内压力不变的原理，实现正压漏孔的校准。
[0003] 这种方法的不足之处在于校准时，校准装置复杂，校准装置需要抽气系统、校准系 统、测控系统，校准装置技术含量高、价格昂贵，对研究人员及操作人员要求较高。其次，仅 能采用恒压法校准正压漏孔，恒压法校准范围窄。再次，一次只能校准一台正压漏孔，不能 用于开展大批量的校准工作，校准效率低。
[0004] 因此，需要设计一种操作简单，成本低；能够用于不同量级、多种示漏气体的被校 正压漏孔校准装置，延伸校准范围；可实现同步对多台正压漏孔进行校准，提高校准效率。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，设计一种基于静态累积衰减比 较法的正压漏孔校准装置及方法，该校准装置及方法能够实现对正压漏孔的校准，且校准 范围较宽、满足多种示漏气体的校准。
[0006] 本发明的技术解决方案是：
[0007] -种基于静态累积衰减比较法的正压漏孔校准装置，主要由抽气系统、氦质谱检 漏仪和两套取样系统组成；其中
[0008] 所述取样系统包括压力计、集气室、截止阀、截止阀II、截止阀III、取样室及毛细 管；连接关系为：压力计与集气室相连，集气室通过截止阀I与取样室的进气口相连，取样 室的出气口依次通过截止阀II、毛细管及截止阀III与氦质谱检漏仪相连；
[0009] 所述抽气系统主要由抽气泵、截止阀A和截止阀B组成；抽气泵通过截止阀A与其 中一套取样系统的取样室相连，抽气泵通过截止阀B与另一套取样系统的取样室相连。 [0010] 进一步地，本发明集气室（2、11)的结构及几何尺寸完全相同，其上安装有可拆卸 的法兰，能够将标准正压漏孔（3)及被校正压漏孔（12)放入，同时具有与标准正压漏孔（3) 及被校正压漏孔（12)漏率相适应的累积容积。
[0011] 进一步地，本发明取样室（5、14)的容积的结构及几何尺寸完全相同，与集气室 (2、11)容积相比应尽可能小，不大于1%，以保证毛细管中流动的气体尽快在氦质谱检漏 仪（20)中达到稳定状态。
[0012] 进一步地，本发明毛细管（16、17)的内径尽可能的小，不大于Imm;长度应尽可能 长，不小于500mm，以满足校准要求。
[0013] -种基于静态累积衰减比较法的正压漏孔校准装置的校准方法，在校准开始前令 校准装置上的各截止阀处于关闭状态，具体过程为：
[0014] S01，分别打开两套取样系统上的截止阀III，利用氦质谱检漏仪对两毛细管抽 气；
[0015] S02,打开抽气泵、截止阀A和截止阀B，打开两套取样系统上的截止阀I和截止阀 II，使抽气泵对两套取样系统上的取样室、集气室、毛细管抽气至本底；
[0016] S03,关闭两套取样系统上截止阀I和截止阀II，关闭截止阀A和截止阀B，分别将 当地空气引入两台集气室内，然后封闭两台集气室；打开两套取样系统上的截止阀I，将两 台集气室中的空气分别引入两取样室；直至两压力计的读数平衡后，关闭两截止阀I;然后 打开其中一截止阀Π ，用氦质谱检漏仪测量取样室引入的氦气的本底信号Itl ;
[0017] S04,分别打开两截止阀II、截止阀A和截止阀B，利用抽气泵对两取样室和两毛细 管抽气至本底；
[0018] S05,将标准正压漏孔和被校正压漏孔分别放入两台集气室内；
[0019] S06,封闭两台集气室，标准正压漏孔和被校正压漏孔流出的示漏气体分别在集气 室内同时开始累积，设定累积结束时刻A ;
[0020] S07,两台正压漏孔流出的示漏气体在两集气室内累积到结束时刻h后，打开两截 止阀I，将两集气室中的气体，分别引入两取样室，观察至两压力计的读数平衡后，关闭两截 止阀I ;
[0021] S08,关闭被校正压漏孔所处的取样系统上的截止阀III，打开标准正压漏孔所处 的取样系统上的截止阀II，用氦质谱检漏仪测量取样室引入的氦气的信号I s，再打开截止 阀A对取样室及毛细管抽气至本底；
【权利要求】
1. 一种基于静态累积衰减比较法的正压漏孔校准装置，其特征在于，主要由抽气系统、 氦质谱检漏仪（20)和两套取样系统组成；其中 所述取样系统包括压力计（1、10)、集气室（2、11)、截止阀I(4、13)、截止阀II(6、15)、 截止阀111(18、19)、取样室（5、14)及毛细管（16、17);连接关系为：压力计（1、10)与集气 室（2、11)相连，集气室（2、11)通过截止阀I(4、13)与取样室（5、14)的进气口相连，取样 室（5、14)的出气口依次通过截止阀II(6、15)、毛细管（16、17)及截止阀III(18、19)与氦 质谱检漏仪（20)相连； 所述抽气系统主要由抽气泵（8)、截止阀A(7)和截止阀B(9)组成；抽气泵（8)通过截 止阀A(7)与其中一套取样系统的取样室（5)相连，抽气泵（8)通过截止阀B(9)与另一套 取样系统的取样室（14)相连。
2. 根据权利要求1所述基于静态累积衰减比较法的正压漏孔校准装置，其特征在于， 所述集气室（2、11)上安装有可拆卸的法兰。
3. 根据权利要求1所述基于静态累积衰减比较法的正压漏孔校准装置，其特征在于， 所述取样室（5、14)的容积不大于集气室（2、11)容积的1%。
4. 根据权利要求1所述基于静态累积衰减比较法的正压漏孔校准装置，其特征在于， 毛细管（16、17)的内径不大于1mm，长度不小于500mm。
5. -种基于权利要求1所述正压漏孔校准装置的校准方法，在校准开始前令校准装置 上的各截止阀处于关闭状态，其特征在于，具体过程为： S01，分别打开两套取样系统上的截止阀111(18、19)，利用氦质谱检漏仪（20)对两毛 细管（16、17)抽气； S02,打开抽气泵（8)、截止阀A(7)和截止阀B(9)，打开两套取样系统上的截止阀1(4、 13) 和截止阀II(6、15)，使抽气泵（8)对两套取样系统上的取样室（5、14)、集气室（2、11)、 毛细管（16、17)抽气至本底； 303，关闭两套取样系统上截止阀1(4、13)和截止阀11(6、15)，关闭截止阀八(7)和截 止阀B(9)，分别将当地空气引入两台集气室（2、11)内，然后封闭两台集气室（2、11);打开 两套取样系统上的截止阀I(4、13)，将两台集气室（2、11)中的空气分别引入两取样室（5、 14) ;直至两压力计（1、10)的读数平衡后，关闭两截止阀1(4、13);然后打开其中一截止阀II(6或15)，用氦质谱检漏仪（20)测量取样室引入的氦气的本底信号Itl; 504, 分别打开两截止阀II(6、15)、截止阀A(7)和截止阀B(9)，利用抽气泵（8)对两取 样室（5、14)和两毛细管（16、17)抽气至本底； 505, 将标准正压漏孔（3)和被校正压漏孔（12)分别放入两台集气室（2、11)内； 506, 封闭两台集气室（2、11)，标准正压漏孔（3)和被校正压漏孔（12)流出的示漏气体 分别在集气室（2、11)内同时开始累积，设定累积结束时刻t1; 507, 两台正压漏孔流出的示漏气体在两集气室（2、11)内累积到结束时刻&后，打开 两截止阀1(4、13)，将两集气室（2、11)中的气体，分别引入两取样室（5、14)，观察至两压力 计（1、1〇)的读数平衡后，关闭两截止阀1(4、13); 508, 关闭被校正压漏孔（12)所处的取样系统上的截止阀III(19);打开标准正压漏孔 (3)所处的取样系统上的截止阀IU6)，用氦质谱检漏仪（20)测量取样室（5)引入的氦气 的信号Is，再打开截止阀A(7)对取样室（5)及毛细管（16)抽气至本底； 509, 关闭标准正压漏孔（3)所处的取样系统上的截止阀II(6)、截止阀III(18)和截止 阀A(7);打开被校正压漏孔（12)所处取样系统上的截止阀II(15)和截止阀III(19)，用氦 质谱检漏仪（20)测量取样室（14)弓丨入的镇气的佶号T.， 510, 计算被校正压漏孔的漏-
其中Qs为标准正压漏孔的漏率， 利用所述漏率对被校正压漏孔进行校准。
6.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述标准正压漏孔（3)与被校正压漏 孔（12)的漏率相同或相近，且类型相同。
【文档编号】G01M3/20GK104236813SQ201410448577
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】成永军, 赵澜, 冯焱, 张瑞芳, 习振华, 杨长青, 董猛, 管保国 申请人:兰州空间技术物理研究所