[發(fā)明專利]一種多氣體成分的真空漏孔流量測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710805621.0
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107677329B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設計）人: 成永軍;盛學民;黃宏;孫雯君;郭美如;張虎忠;陳聯(lián);張瑞芳;陳會穎
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;仇蕾安

1.一種多氣體成分的真空漏孔流量測量裝置，其特征在于，包括多路標準流量管路、壓力計、質譜計(18)、測量室(20)、抽氣機組(21)和被測氣體進氣閥門(22)；外圍設備為被測真空漏孔(23)，被測真空漏孔流出的氣體為由多氣體成分組成的混合氣體；

其中，標準流量管路包括依次串接的氣瓶、微調閥、混合進氣閥門、限流元件和出氣閥門，各路標準流量管路的出氣閥門并聯(lián)后接測量室(20)；被測真空漏孔(23)通過被測氣體進氣閥門(22)與測量室(20)相連；

混合氣體中各氣體成分對應的各個單一氣體，作為單一標準氣體充裝在各路標準流量管路的氣瓶中；微調閥為連續(xù)壓力調節(jié)閥門；

壓力計用于測量各路標準流量管路中的微調閥與混合進氣閥門之間的氣體壓力，以及測量室內(nèi)的氣體壓力；質譜計用于測量測量室內(nèi)氣體的質譜圖和離子流；抽氣機組用于對測量室進行抽氣。

2.如權利要求1所述的一種多氣體成分的真空漏孔流量測量裝置，其特征在于，利用絕壓式壓力計對各路標準流量管路中的微調閥與混合進氣閥門之間的氣體壓力進行測量。

3.如權利要求1所述的一種多氣體成分的真空漏孔流量測量裝置，其特征在于，所述混合進氣閥門、出氣閥門以及被測氣體進氣閥門均為全金屬超高真空閥。

4.如權利要求1所述的一種多氣體成分的真空漏孔流量測量裝置，其特征在于，所述限流元件為限流小孔、標準流量計或標準漏孔。

5.一種多氣體成分的真空漏孔流量測量方法，其特征在于，采用權利要求1-4任一權利要求所述的多氣體成分的真空漏孔流量測量裝置進行測量，包括如下步驟：

步驟1，初始時，所有閥門為關閉狀態(tài)；開啟抽氣機組將測量室(20)抽至本底壓力，關閉抽氣機組，通過質譜計(18)測量得到裝置本底對應的室內(nèi)離子流I₀；

步驟2，打開被測氣體進氣閥門，由多氣體成分組成的混合氣體通過被測真空漏孔(23)流入測量室(20)內(nèi)，通過質譜計(18)測量得到被測真空漏孔對應的室內(nèi)離子流I_L，并得到混合氣體質譜圖；

步驟3，關閉被測氣體進氣閥門，再次開啟抽氣機組將測量室(20)抽至本底壓力，關閉抽氣機組；

步驟4，打開任意一路標準流量管路，對應氣瓶中的氣體流入標準流量管路，根據(jù)質譜計的讀數(shù)調節(jié)該標準流量管路上的微調閥，使得質譜計(18)測得的質譜與步驟2得到的混合氣體質譜圖中對應氣體的質譜一致，停止調節(jié)微調閥，記錄此時標準流量管路上微調閥與混合進氣閥門之間的氣體壓力P₁₁，以及測量室內(nèi)的氣體壓力P₁₂；依據(jù)P₁₂與P₁₁的差值，以及該標準流量管路上限流元件的流導，得到該標準流量管路的標準氣體流量；

步驟5，依次打開其他標準流量管路，對應氣瓶中的氣體依次流入標準流量管路；

其中，每打開一路標準流量管路，則根據(jù)質譜計的讀數(shù)調節(jié)該標準流量管路上的微調閥，使得質譜計(18)測得的質譜與步驟2得到的混合氣體質譜圖中對應氣體的質譜一致，停止調節(jié)微調閥，記錄質譜一致時，標準流量管路上微調閥與混合進氣閥門之間的氣體壓力以及測量室內(nèi)的氣體壓力，測量室內(nèi)的氣體壓力與前一次記錄的測量室內(nèi)的氣體壓力作差得到測量室壓力差值，依據(jù)測量室壓力差值與標準流量管路上微調閥與混合進氣閥門之間的氣體壓力之差，以及該標準流量管路上限流元件的流導，得到該標準流量管路的標準氣體流量；

各路標準流量管路的微調閥均調節(jié)完成后，質譜計(18)測得的質譜與步驟2得到的混合氣體質譜圖一致，記錄此時質譜計測得的離子流，即混合的標準氣體流量的離子流I_S；

各個標準流量管路的標準氣體流量之和，即為流入測量室混合的標準氣體流量Q_S；

步驟5，根據(jù)式(1)計算被測真空漏孔的流量Q_L：