[發明專利]采用方向規對空間站泄漏檢測的模擬系統及方法

有效

• 申請號: 201110333817.7
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102426079A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 盧耀文;陳旭;齊京;查良鎮
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01M3/02
• 分類號: G01M3/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種采用方向規對空間站泄漏檢測的模擬系統，其特征在于，該模擬系統包括：高壓氣瓶(1)、兩個機械泵(2，23)、四個真空閥門(3，4，7，21)、穩壓室(5)、兩個真空規(6，13)、微調閥(8)、兩個真空計(9，10)、上游室(11)、方向規(15)、真空室(16)、固定刻度尺(17)、磁力傳動系統(18)、慢速電機(19)、以及兩個分子泵(20，22)；

在該模擬系統中，高壓氣瓶(1)與第一真空閥門(3)連接，第一機械泵(2)與第二真空閥門(4)連接，穩壓室(5)分別與第一真空閥門(3)、第二真空閥門(4)、第三真空閥門(7)及第一真空規(6)連接，第三真空閥門(7)與微調閥(8)連接；第一真空計(9)、第二真空計(10)及微調閥(8)與上游室(11)連接；上游室(11)和真空室(16)連接，并在其間設置進氣小孔(12)，真空室(16)還設有抽氣口(14)；第二真空規(13)、抽氣口(14)及磁力傳動系統(18)與真空室(16)連接，固定刻度尺(17)一端與方向規(15)連接，另一端與磁力傳動系統(18)連接，磁力傳動系統(18)與慢速電機(19)連接；第一分子泵(20)一端與抽氣口(14)連接，另一端與第四真空閥門(21)連接，第二分子泵(22)一端與第四真空閥門(21)連接，另一端與第二機械泵(23)連接。

2.如權利要求1所述的模擬系統，其特征在于，所述第一真空計(9)和第二真空計(10)分別采用磁懸浮轉子規(SRG)或電容薄膜規(CDG)，并且測量前分別穩定3小時和6小時。

3.一種利用如權利要求1或2所述的模擬系統的對空間站泄漏檢測的模擬方法，其特征在于，包括步驟：

S1、將方向規(15)安裝在固定刻度尺(17)的某一位置，使其與進氣小孔(12)的距離為l；

S2、對真空室(16)、上游室(11)、穩壓室(5)及連接管道抽真空，使上游室(11)中氣體壓力小于1×10^-2Pa，真空室(16)中壓力小于1×10^-7Pa；

S3、保持環境溫度為23±3℃，打開第一真空閥門(3)向穩壓室(5)中注入一定壓力的氣體，通過第一真空規(6)測量其壓力，當穩壓室(5)中壓力的波動穩定時，關閉第一真空閥門(3)，通過微調閥(8)向上游室(11)引入一定壓力的氣體，在真空室(16)中形成穩定流量的氣體，當上游室(11)中氣體壓力波動穩定時，獲得第一真空計(9)或者第二真空計(10)的示值p₁，通過進氣小孔流導C_o和前級壓力p₁計算得到已知漏率Q_L＝p₁C_o；

S4、通過磁力傳動系統(18)調節方向規(15)入口法線與進氣小孔(12)中心線的夾角φ，當真空室(16)中的氣體壓力穩定后，記錄方向規(15)示值p_D，記錄第二真空規(13)示值p_V，計算得到Δp_D＝p_D-p_V；

S5、在φ、l一定的條件下，檢測到漏孔對某種氣體的漏率為與已知漏率Q_L比對，可實現對空間站泄漏的模擬研究；其中C_D為方向規入口流導；α為方向規入口法線與進氣小孔中心線夾角。

4.如權利要求3所述的模擬方法，其特征在于，在所述步驟S4中Δp_D取多次測量的平均值作為測量結果。

5.如權利要求3所述的模擬方法，其特征在于，在所述步驟S4中方向規入口法線與小孔中心線的夾角φ的范圍為0°～180°，模擬方向規與漏孔為不同角度時的情況。

6.如權利要求3所述的模擬方法，其特征在于，在所述步驟S5中方向規測量漏孔漏率通過多次測量的平均值表示。

7.如權利要求3所述的模擬方法，其特征在于，在所述步驟S1中，通過調節方向規在刻度尺上的不同位置，即方向規與進氣小孔距離為l，從而模擬方向規與泄漏點為不同距離的檢漏情況。

8.如權利要求3所述的模擬方法，其特征在于，在所述步驟S3中C_o的標準合成不確定度小于2％。

9.如權利要求3所述的模擬方法，其特征在于，在所述步驟S4中磁力傳動系統對角度φ的控制精度小于1°。