專利名稱：一種將氣體微流量校準(zhǔn)下限延伸至10^-14Pam³/s的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種極小氣體流量校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法，用于真空漏孔、檢漏儀及氣體微流量計(jì)的校準(zhǔn)和測(cè)量。
背景技術(shù)：
泄漏檢測(cè)是航天工程、半導(dǎo)體工業(yè)、太陽(yáng)能工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，尤其在航天工程中對(duì)極小氣體流量提出了急切需求。文獻(xiàn)“恒壓式氣體微流量計(jì)的測(cè)控系統(tǒng)研制《宇航計(jì)測(cè)技術(shù)》第24卷、2004年第6期、第14 16頁(yè)”，介紹提出了采用恒壓法測(cè)量氣體微流量的方法，其測(cè)量范圍為3. 9X10—4 3. 6X KT8Pa m3/s ;文獻(xiàn)“便攜式氣體微流量計(jì)的設(shè)計(jì)，《真空》第47卷、2010年第2期、第60 63頁(yè)”，介紹提出了采用定容法和流導(dǎo)法測(cè)量氣體微流量的方法，其測(cè)量范圍為5X10—2 5X10-nPam3/s ;文獻(xiàn)”APRECISION GASFLOWMETER FOR VACUUM METROLOGY" VACUUM 44(2) (1993). 135-141.提出 了固定流導(dǎo)法流量計(jì)可將氣體流量下限延伸至5X10_12Pam3/s，該流量計(jì)下限不能繼續(xù)延伸的原因主要有兩個(gè)，一是固定流量法采用磁懸浮轉(zhuǎn)子規(guī)測(cè)量小孔入口壓力，由于質(zhì)譜分析室及管道放氣影響使可精確測(cè)量的小孔入口壓力下限為10_3Pa ;二是即使獲得了小于10_12Pam3/s氣體流量，由于采用連續(xù)膨脹法在質(zhì)譜分析室建立的是示漏氣體動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的分壓力，該分壓力超出了質(zhì)譜計(jì)的檢測(cè)下限。而目前商用檢漏儀的最小可檢測(cè)漏率達(dá)到10_16Pam3/s，為此對(duì)氣體流量小于10_12Pam3/S的校準(zhǔn)是目前尚未解決的難題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)小于IO-12PamVs氣體微流量的校準(zhǔn)需求，提出了一種將氣體微流量測(cè)量下限延伸至10_14Pa m3/s的系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種將氣體微流量校準(zhǔn)下限延伸至10_14Pam3/s的系統(tǒng)，包括第一機(jī)械泵、第二機(jī)械泵、第一電磁閥、第二電磁閥、第一真空閥門、第二真空閥門、第三真空閥門、第四真空閥門、第五真空閥門、第六真空閥門、第一分子泵、第二分子泵、質(zhì)譜分析室、小孔、第一消氣劑泵、第二消氣劑泵、穩(wěn)壓室、第一真空規(guī)、第二真空規(guī)、第三真空規(guī)、儲(chǔ)氣瓶、微調(diào)閥、四極質(zhì)譜計(jì)和真空漏空；在該系統(tǒng)中，第一機(jī)械泵與第一電磁閥連接，第一分子泵一端與第一電磁閥連接，另一端與第一真空閥門連接；質(zhì)譜分析室上安裝有第二真空規(guī)、四極質(zhì)譜計(jì)，第二消氣劑泵通過(guò)第六真空閥門與質(zhì)譜分析室連接，質(zhì)譜分析室的下端抽氣口與第一真空閥門連接，質(zhì)譜分析室的上端分別與小孔、第四真空閥門連接；第四真空閥門的另一端與真空漏孔連接；第二真空閥門的一端與小孔連接，另一端與微調(diào)閥、穩(wěn)壓室及第三真空規(guī)連接，儲(chǔ)氣瓶與微調(diào)閥連接；穩(wěn)壓室上有六個(gè)接口，分別與第一真空規(guī)、微調(diào)閥、第五真空閥門、第三真空規(guī)、第三真空閥門及第二真空閥門連接，第一消氣劑泵與第五真空閥門連接；第二分子泵兩端分別與第三真空閥門、第二電磁閥連接，第二電磁閥的另一端與第二接機(jī)械泵連接。[0008]優(yōu)選地,校準(zhǔn)范圍為10_n 10_14Pa m3/s。優(yōu)選地，所述第一真空規(guī)采用磁懸浮轉(zhuǎn)子規(guī)(SRG)，小孔直徑小于2u，并且測(cè)量前SRG穩(wěn)定3小時(shí)以上。優(yōu)選地，所述第一消氣泵、第二消氣泵對(duì)惰性氣體無(wú)抽速。優(yōu)選地，所述真空漏孔和儲(chǔ)氣瓶的示漏氣體是惰性氣體。優(yōu)選地，所述四極質(zhì)譜計(jì)測(cè)量前工作3小時(shí)以上。本實(shí)用新型還提供一種將氣體微流量校準(zhǔn)下限延伸至10_14Pam3/s的系統(tǒng)的方法，包括步驟S1、將被校準(zhǔn)真空漏孔與第四真空閥門連接，并檢查密封性，然后關(guān)閉第四真空閥門；S2、打開(kāi)第一機(jī)械泵、第二機(jī)械泵抽氣，然后打開(kāi)第一電磁閥、第一真空閥門、第二真空閥門、第三真空閥門、第二電磁閥對(duì)質(zhì)譜分析室及閥門管道抽氣，打開(kāi)第二真空規(guī)、第三真空規(guī)，當(dāng)?shù)诙婵找?guī)、第三真空規(guī)測(cè)量值小于IOPa時(shí)，打開(kāi)第一分子泵、第二分子泵抽真空，周圍保持環(huán)境溫度為23±3°C ；S3、當(dāng)穩(wěn)壓室10中氣體壓力小于IPa時(shí)打開(kāi)第一真空規(guī)，當(dāng)質(zhì)譜分析室中真空度小于lX10_3Pa時(shí)打開(kāi)四極質(zhì)譜計(jì)，在穩(wěn)壓室和質(zhì)譜分析室中真空度小于lX10_4Pa時(shí)打開(kāi)真第五真空閥門、第六真空閥門，在第三真空規(guī)的指示值小于5 X IO-6Pa,并在第一真空規(guī)工作3小時(shí)后,設(shè)定磁懸浮轉(zhuǎn)子規(guī)的本底；S4、在四極質(zhì)譜計(jì)工作3小時(shí)以上，且第二真空規(guī)的指示值小于I X 10_6Pa時(shí)，關(guān)閉第一真空閥門后通過(guò)四極質(zhì)譜計(jì)測(cè)量示漏氣體本底離子流I隨著時(shí)間r的變化，經(jīng)過(guò)一段
時(shí)間At后，根據(jù)離子流隨著時(shí)間增長(zhǎng)的斜率
權(quán)利要求1.一種將氣體微流量校準(zhǔn)下限延伸至10_14Pam3/S的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括第一機(jī)械泵(I)、第二機(jī)械泵(14)、第一電磁閥(2)、第二電磁閥(13)、第一真空閥門(4)、第二真空閥門(7)、第三真空閥門(11)、第四真空閥門(17)、第五真空閥門(21)、第六真空閥門(24)、第一分子泵(3)、第二分子泵(12)、質(zhì)譜分析室(5)、小孔￠)、第一消氣劑泵(8)、第二消氣劑泵(23)、穩(wěn)壓室(10)、第一真空規(guī)(9)、第二真空規(guī)(15)、第三真空規(guī)(22)、儲(chǔ)氣瓶(19)、微調(diào)閥(20)、四極質(zhì)譜計(jì)(16)和真空漏空(18)； 在該系統(tǒng)中，第一機(jī)械泵(I)與第一電磁閥(2)連接,第一分子泵(3) —端與第一電磁閥(2)連接，另一端與第一真空閥門(4)連接；質(zhì)譜分析室(5)上安裝有第二真空規(guī)(15)、四極質(zhì)譜計(jì)(16)，第二消氣劑泵(23)通過(guò)第六真空閥門(24)與質(zhì)譜分析室(5)連接，質(zhì)譜分析室(5)的下端抽氣口與第一真空閥門(4)連接，質(zhì)譜分析室(5)的上端分別與小孔(6)、第四真空閥門(17)連接；第四真空閥門(17)的另一端與真空漏孔(18)連接；第二真空閥門(7)的一端與小孔(6)連接，另一端與微調(diào)閥(20)、穩(wěn)壓室(10)及第三真空規(guī)(22)連接，儲(chǔ)氣瓶(19)與微調(diào)閥(20)連接；穩(wěn)壓室(10)上有六個(gè)接口，分別與第一真空規(guī)(9)、微調(diào)閥(20)、第五真空閥門(21)、第三真空規(guī)(22)、第三真空閥門(11)及第二真空閥門(7)連接，第一消氣劑泵(8)與第五真空閥門(21)連接；第二分子泵(12)兩端分別與第三真空閥門(11)、第二電磁閥(13)連接，第二電磁閥(13)的另一端與第二接機(jī)械泵(14)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種將氣體微流量校準(zhǔn)下限延伸至10_14Pam3/s的系統(tǒng)，其特征在于，第一真空規(guī)(9)采用磁懸浮轉(zhuǎn)子規(guī)，小孔(6)的直徑約2u。
3.如權(quán)利要求1所述的一種將氣體微流量校準(zhǔn)下限延伸至10_14Pam3/s的系統(tǒng)，其特征在于，儲(chǔ)氣瓶(19)中的氣源是惰性氣體。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種將氣體微流量校準(zhǔn)下限延伸至10-14Pam3/s的系統(tǒng)，用于真空漏孔、檢漏儀及氣體微流量計(jì)的校準(zhǔn)和測(cè)試。該系統(tǒng)包括機(jī)械泵、兩個(gè)電磁閥六個(gè)真空閥門、兩個(gè)分子泵、質(zhì)譜分析室、小孔、兩個(gè)消氣劑泵、穩(wěn)壓室、三個(gè)真空規(guī)、儲(chǔ)氣瓶、微調(diào)閥、四極質(zhì)譜計(jì)；采用消氣劑泵對(duì)穩(wěn)壓室進(jìn)行抽氣，消除了穩(wěn)壓室器壁釋放出的非惰性氣體對(duì)壓力測(cè)量的影響，采用磁懸浮轉(zhuǎn)子規(guī)精確測(cè)量穩(wěn)壓室中氣體壓力P，穩(wěn)壓室中的氣體通過(guò)已知流導(dǎo)小孔連續(xù)膨脹引入質(zhì)譜分析室中，校準(zhǔn)采用累積法實(shí)現(xiàn)，解決了10-11～10-14Pa m3/s范圍內(nèi)極小氣體微流量的測(cè)量與校準(zhǔn)技術(shù)。
文檔編號(hào)G01F25/00GK202853862SQ20122051818
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者盧耀文 申請(qǐng)人:盧耀文