[發明專利]一種正壓漏孔漏率的測量方法

無效

• 申請號: 200710304625.7
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101470044A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 馮焱;張滌新;邱家穩;李得天;成永軍;盧耀文;李正海
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第五研究院第五一〇研究所
• 主分類號: G01M3/32
• 分類號: G01M3/32
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

技術領域

本發明涉及一種正壓漏率漏率的測量方法，屬于精度測量領域。

背景技術

文獻“正壓漏孔校準裝置的設計，《中國空間科學技術》第21卷、2001年第1期、第57頁～64頁”，介紹了測量正壓漏孔漏率的一種方法，稱為定容法。該方法是在已知容積U的定容室內充入一個大氣壓的空氣，把示漏氣體通過正壓漏孔引入到定容室中，引起定容室中的壓力變化并采用電容薄膜真空計來測量，通過測量定容室中的壓力變化值Δp和所用時間Δt，并考慮到溫度的修正，正壓漏孔的漏率Q可用計算。該方法的測量下限是5×10^-6Pa·m³/s，測量不確定度為9.1％。

這種方法的不足之處就是測量下限不能到達5×10^-6Pa·m³/s及以下，且測量結果的不確定度大，測量時間長，主要原因為：這種方法是通過測量定容室的壓升來測量正壓漏孔的漏率，當正壓漏孔的漏率小于5×10^-6Pa·m³/s時，需要用1小時或更長時間來累積壓力，而在這段時間內，由溫度變化產生的壓力波動會對漏率測量結果產生較大影響；且定容室壓力上升后，不能滿足正壓漏孔出口端為1個大氣壓的測量條件，會產生測量不確定度分量。

發明內容

本發明提供一種正壓漏孔漏率的測量方法，該方法利用活塞在變容室運動來改變變容室容積，使變容室的壓力在測量開始和測量結束時保持一致；通過測量變容室的壓力、活塞橫截面積、活塞移動距離和實驗時間，計算出正壓漏孔的漏率；變容室的壓力變化曲線為鋸齒型；該方法可以測量5×10^-6Pa·m³/s及以下的漏率，且測量時間短，同時將測量不確定度由以前的9.1％，減小到小于5％。

一種正壓漏孔漏率的測量方法，其采用的正壓漏孔漏率測量裝置由第四真空閥門1、第二真空閥門3、第一真空閥門5、第三真空閥門11，絕對式壓力計2，正壓漏孔4，活塞6，變容室7，差壓式壓力計8，變容室主體9，標準容器10，真空泵12、氣瓶13組成。

正壓漏孔漏率測量裝置的連接關系為：

氣瓶13通過真空閥門1與真空泵12和絕對式壓力計2連接，氣瓶13通過第四真空閥門1、第二真空閥門3與變容室主體9連接，氣瓶13通過第四真空閥門1、第三真空閥門11與標準容器10連接，絕對式壓力計2通過第二真空閥門3與變容室主體9連接，真空泵12通過第三真空閥門11與標準容器10連接，正壓漏孔4通過第一真空閥門5與變容室主體9連接，活塞6與變容室7動密封連接，變容室7與變容室主體9連接，差壓式壓力計8的兩端分別與變容室主體9和標準容積10連接。

正壓漏孔漏率的測量方法為：

(1)將正壓漏孔4通過第一真空閥門5安裝在變容室主體9上，密封連接。

(2)打開真空泵12，打開第二真空閥門3、第三真空閥門11，將變容室7、標準容器10、以及各連接管道抽成真空狀態。

(3)關閉真空泵12，打開第四真空閥門1，將氣瓶13里的氮氣充入變容室7、標準容器10以及各處連接管道中，使得絕對式壓力計2的讀數為一個標準大氣壓，記錄讀數為p₀。

(4)關閉第三真空閥門11、第二真空閥門3，記錄時間t₁，調整差壓式壓力計8的讀數為0。

(5)監測差壓式壓力計8的讀數，當其讀數與設定值p₁的差值的絕對值小于0.01Pa時，活塞6(截面直徑為D)從變容室7中退出，直到差壓式壓力計8的讀數與設定值-p₁的差值的絕對值小于0.01Pa時，活塞停止運動，記錄活塞的運動距離為l。

(6)繼續監測差壓式壓力計8的讀數，當其讀數的絕對值小于0.01Pa時，記錄時間為t₂。

(7)正用漏孔4的漏率Q用計算得到。

(8)用貝賽爾公式計算漏率測量不確定度，不確定度小于5％則滿足測量要求，不確定度大于5％需要重新測量。

所述步驟(1)中變容室的溫度為23℃；

所述步驟(2)中變容室抽真空后真空度小于1×10^-1Pa；

所述步驟(3)中變容室充入的氮氣壓力p₀的范圍為(100～101)kPa；

所述步驟(5)中p₁的取值為(1～10)Pa；

所述步驟(5)中活塞的截面直徑D小于1.2mm；

所述步驟(7)中漏率Q取n次(n≥6)測量的平均值。