專利名稱：用定量氣體法測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量正壓漏孔全漏率的方法，屬于測量技 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"，介紹了正壓漏孔漏率測量的裝置及其方法。其中用定 量氣體法測量正壓漏孔漏率的方法僅能測量正壓漏孔出口的漏率，無法測量 正壓漏孔的全漏率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是解決了測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量轉(zhuǎn)換為質(zhì)譜 計(jì)對示漏氣體離子流的測量。
測量組件由累積室l，被測正壓漏孔2，真空閥門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。
測量裝置中，正壓漏孔2在累積室1中安裝，閥門3與累積室1連接， 真空計(jì)4與閥門3和5連接，閥門5與膨脹室6連接，閥門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20與閥門3和 標(biāo)準(zhǔn)體積及閥門11連接，閥門12與閥門11和氣瓶13連接，閥門16 —端 與真空計(jì)4，閥門3、 5連接，另一端與閥門15及氣瓶14連接，閥門21 — 端與閥門3、 5連接，另一端與閥門21和真空泵17相連，閥門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5%， 關(guān)閉累積室的閥門3;
(4) 正壓漏孔累積At時(shí)間后，保持環(huán)境溫度為(23±3) °C，打開累 積室閥門3，對氣體進(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5%，關(guān)閉累積 室閥門3，對其它管道和膨脹室6抽真空后，使其真空度小于0.5Pa，通過 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)過膨脹引入質(zhì)譜室8，測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3，對管道和膨脹室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量結(jié)果。
所述步驟(7)中正壓漏孔的全漏率通過多次測量的平均值表示。 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量問題。該方法測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量正壓漏孔全漏率的裝置由累積 室l，被測正壓漏孔2，真空閥門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) 將被測正壓漏孔2裝入累積室1中，密封好并與測量裝置連接。
(2) 打開真空泵17、 19，打開真空閥門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)，打開質(zhì)譜計(jì)。(3) 關(guān)閉閥門5、 20、 21，打開閥門15，通過閥門3向累積室充入N2 (壓力 為100. 23KPa)后，關(guān)閉閥門3、 15。打開閥門5、 21對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，然后依次打開閥3和5，慢慢打開針閥7，在 質(zhì)譜室中氣體壓力(8. 1Xl(TPa)穩(wěn)定后，取多次測量的離子流的平均值作 為IL (6. 34X10、)。
(5) 打開閥門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5、 20、 21，打開閥門15，通過閥門3向累積室充入N2 (壓力為 100.38KPa)后，關(guān)閉閥門3、 7、 15、 16，打開閥門ll、 20、 21，對管道抽 真空后，關(guān)閉閥門21，用小體積IO G0.389mL)取一定量的示漏氣體
(119900Pa)，關(guān)閉閥門ll， 12，打開閥門21對管道抽真空。
(7) 關(guān)閉閥門18、 21，分別打開閥門3、 20、 5，慢慢打開針閥7，在質(zhì)譜室 中氣體壓力(9.2X10—'Pa)穩(wěn)定后，取多次測量的離子流的平均值作為Iv
(2.5X10_11A)。
(8)打開真空閥門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5、 20、 21，打開閥門15，通過閥門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7、 15、 16、 18，打開閥門3、 5，慢慢打開針閥7，在質(zhì)譜室中 氣體壓力(6.8Xl(TPa)穩(wěn)定后，取多次測量的離子流的平均值作為L (2. 0X10_'5A)。
(1D待測正壓漏孔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、用定量氣體法測量正壓漏孔全漏率的方法，測量組件包括累積室1，被測正壓漏孔2，真空閥門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5％，關(guān)閉累積室的閥門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)℃，打開累積室閥門3，對氣體進(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5％，關(guān)閉累積室閥門3，對其它管道和膨脹室6抽真空后，使其真空度小于0.5Pa，通過小體積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)過膨脹引入質(zhì)譜室8，測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3，對管道和膨脹室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量結(jié)果；所述步驟7中正壓漏孔的全漏率通過多次測量的平均值表示。
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)明公開了用定量氣體法測量正壓漏孔全漏率的方法，其特點(diǎn)在于將被測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Δt時(shí)間后，打開累積室閥門，在氣體膨脹衰減壓力后，引入質(zhì)譜室測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)譜室測得其離子流為I<sub>A</sub>，則被測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量和校準(zhǔn)領(lǐng)域。
文檔編號G01N15/08GK101470065SQ20071030461
公開日2009年7月1日 申請日期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) 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一〇研究所