專(zhuān)利名稱(chēng)：用定量氣體法測(cè)量正壓漏孔全漏率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用定量氣體法測(cè)量正壓漏孔全漏率的方法，屬于測(cè)量技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)"正壓漏孔校準(zhǔn)裝置，《真空科學(xué)與技術(shù)》第21巻、2001年第1 期、第55 59頁(yè)"，介紹了正壓漏孔漏率測(cè)量的裝置及其方法。其中用定 量氣體法測(cè)量正壓漏孔漏率的方法僅能測(cè)量正壓漏孔出口的漏率，無(wú)法測(cè)量 正壓漏孔的全漏率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是解決了測(cè)量正壓漏孔全漏率的一種方法，該 方法利用質(zhì)譜計(jì)的短期穩(wěn)定性和線性，將正壓漏孔全漏率的測(cè)量轉(zhuǎn)換為質(zhì)譜 計(jì)對(duì)示漏氣體離子流的測(cè)量。
測(cè)量組件由累積室l，被測(cè)正壓漏孔2，真空閥門(mén)3、 5、 11、 12、 15、 16、 18、 20、 21，微調(diào)閥7，真空計(jì)4，膨脹室6，質(zhì)譜室8，質(zhì)譜計(jì)9，小 體積IO，氣瓶13、 14，真空泵17、 19組成。
測(cè)量裝置中，正壓漏孔2在累積室1中安裝，閥門(mén)3與累積室1連接， 真空計(jì)4與閥門(mén)3和5連接，閥門(mén)5與膨脹室6連接，閥門(mén)7連接膨脹室6 和質(zhì)譜室8，質(zhì)譜計(jì)9與真空泵19和質(zhì)譜室8相連接；閥門(mén)20與閥門(mén)3和 標(biāo)準(zhǔn)體積及閥門(mén)11連接，閥門(mén)12與閥門(mén)11和氣瓶13連接，閥門(mén)16 —端 與真空計(jì)4，閥門(mén)3、 5連接，另一端與閥門(mén)15及氣瓶14連接，閥門(mén)21 — 端與閥門(mén)3、 5連接，另一端與閥門(mén)21和真空泵17相連，閥門(mén)18與膨脹室 6和真空泵17連接。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是用定量氣體法測(cè)量正壓漏孔全漏率的方法，包括下列步驟
(1) 將正壓漏孔2裝入累積室1中；
(2) 用真空泵17、 19對(duì)累積室1、膨脹室6、質(zhì)譜室8、及連接管道 抽真空，使累積室、膨脹室及連接管道真空度小于0.5Pa，使質(zhì)譜室真空度 小于1X10—3Pa;
(3) 向累積室l中充入壓力為p的氣體，出口壓力的變化不超過(guò)5%， 關(guān)閉累積室的閥門(mén)3;
(4) 正壓漏孔累積At時(shí)間后，保持環(huán)境溫度為(23±3) °C，打開(kāi)累 積室閥門(mén)3，對(duì)氣體進(jìn)行壓力衰減，然后引入質(zhì)譜室8，用質(zhì)譜計(jì)9測(cè)出示 漏氣體的寓子流Il;質(zhì)譜室的本底壓力小于1X10—5pa，并且質(zhì)譜計(jì)穩(wěn)定3 小時(shí)以上。
(5) 將累積室l、膨脹室6及管道抽真空后，使其真空度小于0.5Pa， 向累積室1充入壓力p的出口氣體，出口壓力的變化不超過(guò)5%，關(guān)閉累積 室閥門(mén)3，對(duì)其它管道和膨脹室6抽真空后，使其真空度小于0.5Pa，通過(guò) 小體積Vi取壓力為Ps的示漏氣體，使標(biāo)準(zhǔn)配置示漏氣體和出口氣體混合后， 經(jīng)過(guò)膨脹引入質(zhì)譜室8，測(cè)得示漏氣體的離子流為Iv;
(6) 將累積室l、膨脹室6及管道抽真空后，使其真空度小于0.5Pa， 向累積室l充入壓力為p的氣體，關(guān)閉累積室閥門(mén)3，對(duì)管道和膨脹室6抽 真空后，使其真空度小于0.5Pa，將累積室1中氣體膨脹后引入質(zhì)譜室8， 測(cè)得示漏氣體的本底離子流為I"
(7) 正壓漏孔2的全漏率為0-^l.A^。
Af 4乂所述步驟(4) 、 (5) 、 (6)中當(dāng)氣體引入質(zhì)譜室后，質(zhì)譜室中氣體 的壓力應(yīng)小于lX10，a。
所述步驟(5) 、 (6)中取多次離子流的平均值作為離子流的測(cè)量結(jié)果。
所述步驟(7)中正壓漏孔的全漏率通過(guò)多次測(cè)量的平均值表示。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是 解決了正壓漏孔的全漏率的測(cè)量問(wèn)題。該方法測(cè)量正壓漏孔全漏率裝置 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為15%。
圖1為本發(fā)明用定量氣體法測(cè)量正壓漏孔全漏率裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2為本發(fā)明的測(cè)量流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明采用定量氣體法測(cè)量正壓漏孔全漏率的裝置由累積 室l，被測(cè)正壓漏孔2，真空閥門(mén)3、 5、 11、 12、 15、 16、 18、 20、 21，微 調(diào)閥7，真空計(jì)4，膨脹室6，質(zhì)譜室8，質(zhì)譜計(jì)9，小體積IO，氣瓶13、 14，真空泵17、 19組成。
實(shí)施例1
(1) 將被測(cè)正壓漏孔2裝入累積室1中，密封好并與測(cè)量裝置連接。
(2) 打開(kāi)真空泵17、 19，打開(kāi)真空閥門(mén)3、 5、 7、 11、 16、 18、 20、 21，將累 積室、膨脹室、以及各連接管道抽成真空狀態(tài)(真空度為2. 1X10—屮a)， 在質(zhì)譜室8中壓力小于1X10—3Pa時(shí)，打開(kāi)質(zhì)譜計(jì)。(3) 關(guān)閉閥門(mén)5、 20、 21，打開(kāi)閥門(mén)15，通過(guò)閥門(mén)3向累積室充入N2 (壓力 為100. 23KPa)后，關(guān)閉閥門(mén)3、 15。打開(kāi)閥門(mén)5、 21對(duì)管道和膨脹室抽真空。
(4) 在正壓漏孔累積At (11540s)后，并且質(zhì)譜計(jì)已經(jīng)工作了 3小時(shí)以上時(shí)， 關(guān)閉閥7、 16、 18、 20、 21，然后依次打開(kāi)閥3和5，慢慢打開(kāi)針閥7，在 質(zhì)譜室中氣體壓力(8. 1Xl(TPa)穩(wěn)定后，取多次測(cè)量的離子流的平均值作 為IL (6. 34X10、)。
(5) 打開(kāi)閥門(mén)18、 21，將累積室、膨脹室、以及各連接管道抽成真空狀態(tài)(真 空度為2. 2X10—]Pa)。
(6) 關(guān)閉閥門(mén)5、 20、 21，打開(kāi)閥門(mén)15，通過(guò)閥門(mén)3向累積室充入N2 (壓力為 100.38KPa)后，關(guān)閉閥門(mén)3、 7、 15、 16，打開(kāi)閥門(mén)ll、 20、 21，對(duì)管道抽 真空后，關(guān)閉閥門(mén)21，用小體積IO G0.389mL)取一定量的示漏氣體
(119900Pa)，關(guān)閉閥門(mén)ll， 12，打開(kāi)閥門(mén)21對(duì)管道抽真空。
(7) 關(guān)閉閥門(mén)18、 21，分別打開(kāi)閥門(mén)3、 20、 5，慢慢打開(kāi)針閥7，在質(zhì)譜室 中氣體壓力(9.2X10—'Pa)穩(wěn)定后，取多次測(cè)量的離子流的平均值作為Iv
(2.5X10_11A)。
(8)打開(kāi)真空閥門(mén)18、 21，將累積室、膨脹室、以及各連接管道抽成真空狀 態(tài)(真空度為2.0X10—'Pa).
(9)關(guān)閉閥門(mén)5、 20、 21，打開(kāi)閥門(mén)15，通過(guò)閥門(mén)3向累積室充入N2 (累積室 的氣體壓力為100. 38KPa)。
卿關(guān)閉閥門(mén)7、 15、 16、 18，打開(kāi)閥門(mén)3、 5，慢慢打開(kāi)針閥7，在質(zhì)譜室中 氣體壓力(6.8Xl(TPa)穩(wěn)定后，取多次測(cè)量的離子流的平均值作為L(zhǎng) (2. 0X10_'5A)。
(1D待測(cè)正壓漏孔2的全漏率為2 = ^i.A^ (2. 77X10—fiPa m3s—0 。l正壓漏孔的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為13%<
權(quán)利要求
1、用定量氣體法測(cè)量正壓漏孔全漏率的方法，測(cè)量組件包括累積室1，被測(cè)正壓漏孔2，真空閥門(mén)3、5、11、12、15、16、18、20、21，微調(diào)閥7，真空計(jì)4，膨脹室6，質(zhì)譜室8，質(zhì)譜計(jì)9，小體積10，氣瓶13、14，真空泵17、19；其特征在于包括下列測(cè)量步驟步驟1將正壓漏孔2裝入累積室1中；步驟2用真空泵17、19對(duì)累積室1、膨脹室6、質(zhì)譜室8、及連接管道抽真空；步驟3向累積室1中充入壓力為p的氣體，出口壓力的變化不超過(guò)5％，關(guān)閉累積室的閥門(mén)3；步驟4正壓漏孔累積Δt時(shí)間后，保持環(huán)境溫度為(23±3)℃，打開(kāi)累積室閥門(mén)3，對(duì)氣體進(jìn)行壓力衰減，然后引入質(zhì)譜室8，用質(zhì)譜計(jì)9測(cè)出示漏氣體的離子流IL；步驟5將累積室1、膨脹室6及管道抽真空后，使其真空度小于0.5Pa，向累積室1充入壓力p的出口氣體，出口壓力的變化不超過(guò)5％，關(guān)閉累積室閥門(mén)3，對(duì)其它管道和膨脹室6抽真空后，使其真空度小于0.5Pa，通過(guò)小體積V1取壓力為Ps的示漏氣體，使標(biāo)準(zhǔn)配置示漏氣體和出口氣體混合后，經(jīng)過(guò)膨脹引入質(zhì)譜室8，測(cè)得示漏氣體的離子流為Iv；步驟6將累積室1、膨脹室6及管道抽真空后，使其真空度小于0.5Pa，向累積室1充入壓力為p的氣體，關(guān)閉累積室閥門(mén)3，對(duì)管道和膨脹室6抽真空后，使其真空度小于0.5Pa，將累積室1中氣體膨脹后引入質(zhì)譜室8，測(cè)得示漏氣體的本底離子流為IA；步驟7正壓漏孔2的全漏率為所述步驟5、6中取多次離子流的平均值作為離子流的測(cè)量結(jié)果；所述步驟7中正壓漏孔的全漏率通過(guò)多次測(cè)量的平均值表示。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用定量氣體法測(cè)量正壓漏孔全漏率的方法， 其特征在于所述步驟1中，使累積室、膨脹室及連接管道真空度小于0. 5Pa， 使質(zhì)譜室真空度小于lXl(TPa。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用定量氣體法測(cè)量正壓漏孔全漏率的方法， 其特征在于所述步驟4的質(zhì)譜室的本底壓力小于lXl(T5pa，并且質(zhì)譜計(jì) 穩(wěn)定3小時(shí)以上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用定量氣體法測(cè)量正壓漏孔全漏率的方法， 其特征在于所述步驟4、 5、 6中當(dāng)氣體引入質(zhì)譜室后，質(zhì)譜室中氣體的壓 力應(yīng)小于1X10—3Pa。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了用定量氣體法測(cè)量正壓漏孔全漏率的方法，其特點(diǎn)在于將被測(cè)正壓漏孔裝入累積室，將累積室抽真空后向其充入一定壓力的出口氣體，經(jīng)過(guò)Δt時(shí)間后，打開(kāi)累積室閥門(mén)，在氣體膨脹衰減壓力后，引入質(zhì)譜室測(cè)得示漏氣體的離子流為I<sub>L</sub>，再把壓力為Ps的示漏氣體用已知小容積V<sub>1</sub>配置成Ps×V<sub>1</sub>的定量氣體，并與累積室配置好的出口氣體混合后，測(cè)得示漏氣體的離子流為I<sub>V</sub>，最后向累積室配好的出口氣體，引入質(zhì)譜室測(cè)得其離子流為I<sub>A</sub>，則被測(cè)正壓漏孔的全漏率為Q＝(P<sub>S</sub>·V<sub>1</sub>/Δt)·(I<sub>l</sub>-I<sub>A</sub>/I<sub>V</sub>-I<sub>A</sub>)。本發(fā)明是測(cè)量正壓漏孔全漏率的方法。該方法被應(yīng)用于正壓漏孔全漏率的測(cè)量和校準(zhǔn)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01N15/08GK101470065SQ20071030461
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者焱 馮, 盧耀文, 張滌新, 成永軍, 李得天, 瀾 趙, 邱家穩(wěn) 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一〇研究所