[發明專利]一種將氣體微流量校準下限延伸至10-14Pam3/s的系統及方法

無效

• 申請號: 201210382529.5
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN102928172A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 盧耀文
• 申請（專利權）人: 盧耀文
• 主分類號: G01M3/20
• 分類號: G01M3/20;G01F25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于測量技術領域，具體涉及一種極小氣體流量校準系統及方法，用于真空漏孔、檢漏儀及氣體微流量計的校準和測量。

背景技術

泄漏檢測是航天工程、半導體工業、太陽能工業等應用領域中的關鍵技術，尤其在航天工程中對極小氣體流量提出了急切需求。文獻“恒壓式氣體微流量計的測控系統研制《宇航計測技術》第24卷、2004年第6期、第14～16頁”，介紹提出了采用恒壓法測量氣體微流量的方法，其測量范圍為3.9×10^-4～3.6×10^-8Pam³/s；文獻“便攜式氣體微流量計的設計，《真空》第47卷、2010年第2期、第60～63頁”，介紹提出了采用定容法和流導法測量氣體微流量的方法，其測量范圍為5×10^-2～5×10^-11Pam³/s；文獻＂APRECISION?GAS?FLOWMETER?FOR?VACUUM?METROLOGY＂VACUUM?44(2)：(1993).135-141.提出了固定流導法流量計可將氣體流量下限延伸至5×10^-12Pam³/s，該流量計下限不能繼續延伸的原因主要有兩個，一是固定流量法采用磁懸浮轉子規測量小孔入口壓力，由于質譜分析室及管道放氣影響使可精確測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，由于采用連續膨脹法在質譜分析室建立的是示漏氣體動態穩定的分壓力，該分壓力超出了質譜計的檢測下限。而目前商用檢漏儀的最小可檢測漏率達到10^-16Pam³/s，為此對氣體流量小于10^-12Pam³/s的校準是目前尚未解決的難題。

發明內容

本發明的目的是針對小于10^-12Pam³/s氣體微流量的校準需求，提出了一種將氣體微流量測量下限延伸至10^-14Pam³/s的系統及方法。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的

一種將氣體微流量校準下限延伸至10^-14Pam³/s的系統，包括：

第一機械泵、第二機械泵、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、質譜分析室、小孔、第一消氣劑泵、第二消氣劑泵、穩壓室、第一真空規、第二真空規、第三真空規、儲氣瓶、微調閥、四極質譜計和真空漏空；

在該系統中，第一機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；質譜分析室上安裝有第二真空規、四極質譜計，第二消氣劑泵通過第六真空閥門與質譜分析室連接，質譜分析室的下端抽氣口與第一真空閥門連接，質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，另一端與微調閥、穩壓室及第三真空規連接，儲氣瓶與微調閥連接；穩壓室上有六個接口，分別與第一真空規、微調閥、第五真空閥門、第三真空規、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械泵連接。

優選地，校準范圍為10^-11～10^-14Pam³/s。

優選地，所述第一真空規采用磁懸浮轉子規(SRG)，小孔直徑小于2u，并且測量前SRG穩定3小時以上。

優選地，所述第一消氣泵、第二消氣泵對惰性氣體無抽速。

優選地，所述真空漏孔和儲氣瓶的示漏氣體是惰性氣體。

優選地，所述四極質譜計測量前工作3小時以上。

本發明還提供一種將氣體微流量校準下限延伸至10^-14Pam³/s的系統的方法，包括步驟：

S1、將被校準真空漏孔與第四真空閥門連接，并檢查密封性，然后關閉第四真空閥門；