真空计校准装置及方法与流程

本发明属于仪器校准
技术领域：
，具体涉及一种真空计校准装置及方法。
背景技术：
：真空计、真空规是普遍采用的测量真空的计量器具，它们具有精度高，便于远距离、多点和自动控制的特点，在工业生产上广泛应用。目前，国内外大多数计量实验室都已建立校准装置，主要采用比对法和动态流量法。利用电容薄膜真空计和磁悬浮转子真空计作为参考标准，校准范围为105～10-4Pa。在生产、科研过程中，很多关键工艺环节是在真空状态下进行的，很多生产单位均有使用高真空计的生产设备，这些设备真空度大都在10-5Pa。为有效控制生产工艺参数，对使用中的真空计必须进行周期检定校准。由于部分真空计不能拆卸，需要进行现场检定，如中核包头核燃料元件厂关键设备涂覆炉，该设备所用真空计测量数值是该设备关键参数，为强制检定项目，但目前无法进行检定。因此，建立高真空检定校准装置，可以保证有效控制生产工艺参数，节约外送检定费，解决真空计检定校准难题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种真空计校准装置及方法，实现对真空计、真空规进行校准。本发明的技术方案如下：真空计校准装置，用于通过标准真空计来校准被检真空计，或通过标准真空规来校准被检真空规，其特征在于：包括校准室、阀门A、阀门B、阀门C、阀门D、阀门E、卡箍和管路；所述的校准室为空心球体，球体结构的内部压力均匀，气体分子均匀碰撞；所述的阀门A、阀门B、阀门C、阀门D、阀门E分别通过卡箍与管路连接，管路的另一端与校准室固定连接；所述的阀门A、阀门B、阀门D和阀门E均设于校准室的赤道平面上，阀门A的轴线与阀门B的轴线互相垂直，阀门A与阀门D共轴，阀门E的轴线与阀门D的轴线成60°夹角，且阀门E的轴线与阀门A的轴线成120°夹角，所述阀门C的轴线垂直于校准室的赤道平面。所述的标准真空计的两个引脚分别通过卡箍与阀门B和阀门C固定连接；所述的被检真空计根据型号不同分为一个引脚和两个引脚两种类型，一个引脚的被检真空计通过卡箍与阀门D或阀门E固定连接，两个引脚的被检真空计通过卡箍与阀门D和阀门E固定连接。所述的校准室的内直径取值范围为190～210mm。所述的校准室的壁厚取值范围为1.5～2.5mm。所述的校准室的材质选择316不锈钢且表面抛光处理。所述的阀门A、阀门B、阀门C、阀门D和阀门E均为相同规格的高真空截止阀。所述的卡箍为KF卡箍、CF卡箍中的一种。一种真空计校准方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：把阀门A、阀门B、阀门D和阀门E分别通过卡箍与管路连接，管路的另一端与校准室固定连接，保持所有阀门开启；第二步：首先把标准真空计连接到校准室，再把被检真空计连接到校准室；第三步：手动旋转卡箍，确保所有的卡箍已拧紧；第四步：分别启动标准真空计的电源和被检真空计的电源；第五步：通过抽气装置对校准室抽真空；第六步：随着校准室内的真空压力下降到各个校准点，进行测量、记录、比对，实现对被检真空计进行校准；第七步：拆除标准真空计、被检真空计和所有阀门，结束校准。第六步中，所述的各个校准点按照国家标准规范进行选取。第六步中，测量次数根据被检真空计的量程范围选择，测量次数大于等于27次。本发明的显著效果在于：(1)本发明研制了校准装置并建立了真空计校准方法，实现了真空计量器具的校准，该校准方法可靠性高，方法的不确定度和误差极限完全能够满足国防计量量值传递要求；(2)本发明装置已应用于AP1000元件、重水堆元件制造过程中部分真空计量器具的校准；(3)本发明方法的研究及应用，使真空计量器具得到有效控制，避免了因计量器具的失控，造成产品的质量风险，保证了科研生产的顺利进行，同时节约了外送校准费用；(4)本发明装置在校准室上同时设计DN16、DN25两种型号接口，同时可拆卸、体积小、重量轻、便于携带，且满足密封性要求，可实现现场真空计、真空规的校准；(5)本发明为其它核燃料元件校准方法的技术研究提供了借鉴，为今后技术标准的制定提供了基础性数据；(6)本发明独创设计校准室，气体分子在校准室内均匀碰撞，且碰撞次数最少，到达标准真空计和被检真空计的时间短且概率相同，测量效率高；工作时，由抽气装置将空气抽走，通过截止阀控制实现校准点的稳定实现，检定校准时，输出真空压力可实时观测。附图说明图1为真空计校准装置示意图。图中：1.校准室；2.阀门A；3.阀门B；4.阀门C；5.阀门D；6.阀门E6。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。如图1所示的一种真空计校准装置，通过标准真空计来校准被检真空计，或通过标准真空规来校准被检真空规，包括校准室1、阀门A2、阀门B3、阀门C4、阀门D5、阀门E6、卡箍和管路。所述的校准室1为空心球体，球体结构的内部压力均匀，使气体分子均匀碰撞，且碰撞次数最少。校准室1的内直径取值范围为190～210mm，壁厚取值范围为1.5～2.5mm，材质选择316不锈钢且表面抛光处理。所述的阀门A2、阀门B3、阀门C4、阀门D5、阀门E6分别通过卡箍与管路连接，管路的另一端与校准室1固定连接。其中，所述的阀门A2、阀门B3、阀门D5和阀门E6均设于校准室1的赤道平面上，阀门A2的轴线与阀门B3的轴线互相垂直，阀门A2与阀门D5共轴，阀门E6的轴线与阀门D5的轴线成60°夹角，且阀门E6的轴线与阀门A2的轴线成120°夹角。所述阀门C4的轴线垂直于校准室1的赤道平面。所述的阀门A2、阀门B3、阀门C4、阀门D5和阀门E6均为相同规格的高真空截止阀。所述的卡箍为KF卡箍、CF卡箍中的一种。所述的标准真空计的两个引脚分别通过卡箍与阀门B3和阀门C4固定连接，所述的被检真空计根据型号不同分为一个引脚和两个引脚两种类型，一个引脚的被检真空计通过卡箍与阀门D5或阀门E6固定连接，两个引脚的被检真空计通过卡箍与阀门D5和阀门E6固定连接。一种真空计校准方法，包括以下步骤：第一步：把阀门A2、阀门B3、阀门C4、阀门D5和阀门E6分别通过卡箍与管路连接，管路的另一端与校准室1固定连接，保持所有阀门开启；第二步：首先把标准真空计连接到校准室1，再把被检真空计连接到校准室1；第三步：手动旋转卡箍，确保所有的卡箍已拧紧；第四步：分别启动标准真空计的电源和被检真空计的电源；第五步：通过抽气装置对校准室1抽真空；第六步：随着校准室1内的真空压力下降到各个校准点，进行测量、记录、比对，实现对被检真空计进行校准，所述的各个校准点按照国家标准规范进行选取，测量次数根据被检真空计的量程范围选择，测量次数大于等于27次；第七步：拆除标准真空计、被检真空计和所有阀门，结束校准。实施例所述的校准室1为空心球体，内直径为200mm、壁厚为2mm，在校准室1上设有DN16和DN25接口，其中DN16接口有一个，将阀门E6与校准室1固定连接，其他阀门与校准室1的接口均为DN25接口。将标准真空计和被检真空计分别连接阀门，保证校准室1与标准真空计和被检真空计连接可靠。校准过程将被检真空计与标准真空计连接在校准室1上，保证压力的一致性。建成后的真空计校准装置与中科院近代物理研究所对量程为760～1×10-4Torr的真空计进行了对比试验，校准结论完全一致。真空计校准装置的标准真空计准确度的测试结果：示值相对误差为5％。真空计校准装置的测量范围的测试结果：(1×105～1×10-5)Pa，满足(1×104～1×10-4)Pa要求。真空计校准装置测量不确定度的测试结果：Urel＝10.12％(k＝2)，满足Urel＝10.12％(k＝2)的要求。下面给出用本发明真空计校准装置校准某真空计的测量结果：标准真空计校准值(Pa)被检真空计示值(Pa)修正系数k示值误差(％)2.4E+012.6E+010.928.32.2E+012.4E+010.929.15.0E+009.7E+000.51944.9E+009.3E+000.53904.3E+008.2E+000.52914.2E+008.0E+000.52904.1E+007.9E+000.52933.8E+007.3E+000.52923.2E+006.2E+000.5294当前第1页1 2 3