[發明專利]衛星單點漏率測試用正壓標準漏孔標定裝置及方法

在審

• 申請號: 202011028629.9
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112051009A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 劉勝;師立俠;王凱;丁冉;劉興悅;周雪茜;孟冬輝;孫立臣;李斌;賈瑞金
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01M3/20
• 分類號: G01M3/20
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 成丹

本申請公開了一種衛星單點漏率測試用正壓標準漏孔標定裝置及方法，正壓漏孔的標定過程中，氦質譜檢漏儀分別連接收集容器和標準氣罐，使得測試過程可以處于正常大氣壓環境下，有效避免了大氣壓力變化產生的影響，同時，在每次氦濃度值測量環節均測試3次，可有效避免因氦質譜檢漏儀自身因素導致的不確定度，排除掉大氣壓力和氦質譜檢漏儀的影響后，正壓標準漏孔的校準漏率與出廠漏率偏差較小，可以得到較為準確的校準標定因子，使得衛星單點漏率測試的數值較為穩定，從而有效提高測試準確性。

技術領域

本發明一般涉及航天器密封性能測試技術領域，尤其涉及一種衛星單點漏率測試用正壓標準漏孔標定裝置及方法。

背景技術

隨著航天技術的不斷發展，對衛星單點漏率測試的指標需求越來越高，精度要求越來越高。衛星單點漏率測試工作是將衛星推進系統中充入與在軌運行工作壓力一致的示漏氣體，利用正壓標準漏孔對氦質譜檢漏儀進行校準，計算出校準因子，再利用檢漏儀吸槍對推進系統管路上包覆好的焊縫、螺接點、發動機噴口等進行逐一檢測，根據校準因子及實測的反應漏率計算出每個單點的實際漏率。

檢漏過程采用的正壓漏孔必須經計量機構校準后方可使用。正壓漏孔經過計量機構校準后得出的漏率與檢漏儀吸槍測得的實際反應漏率得出校準標定因子，校準標定因子用下式計算：

式中：K1為校準標定因子；Q校準為計量機構校準后得出的漏率，單位Pa·m³/s；Q反應為檢漏儀吸槍測得的正壓漏孔出口端的漏率單位Pa·m³/s。

正壓漏孔出廠時的設計漏率與檢漏儀吸槍測得的實際反應漏率得出出廠標定因子，出廠標定因子用下式計算：

式中：K2為出廠標定因子；Q出廠為標準漏孔的出廠漏率，單位Pa·m3/s；Q反應為檢漏儀吸槍測得正壓漏孔出口端的漏率單位Pa·m3/s，

出廠標定因子K2一般是2以內。

實際測試過程中的漏率Q為：

Q＝K1×Q實測

式中：K1為校準標定因子；Q實測為檢漏儀對待測產品的反應值。

正壓標準漏孔在各個行業中得到廣泛的應用，正壓漏孔的漏率是指漏孔的入口壓力高于一個標準大氣壓，出口壓力為一個標準大氣壓或當地大氣壓力時，在(23±3)℃的環境溫度條件下的漏率。在溫度恒定的條件下，正壓漏孔的漏率就是氣體量對時間的全微分，氣體量通常可以表現為氣體的壓力、體積和溫度，因此正壓漏孔的漏率用下式計算：

Q＝d(p·V)dt＝P·dV/dt+V·dp/dt

式中：Q為正壓漏孔漏率，單位Pa·m3/s；P為正壓漏孔出口端的氣體壓力，單位Pa；V為正壓漏孔出口端的容積，單位m3；t為測量時間，單位s。

目前采用以下四種方法對正壓漏孔進行標定。

1)定容變壓法，即出口端的容積保持不變。定容變壓法校準時，溫度變化引起的誤差最大，同時，該方法校準較小漏率的正壓漏孔會產生較大的誤差。因為當正壓漏孔的漏率較小時，氣體流入定容室所引起的壓力變化非常慢，這就要增加測量時間，這時由溫度波動引起的壓力變化量已大于氣體流入定容室中引起的壓力變化量，因此限制了定容法的校準下限。

2)恒壓變容法，即壓力保持不變。恒壓變容法測試結果受溫度與壓力變化影響很大，若要降低溫度與壓力變化對結構造成的影響，則需延長反應時間，導致溫度與壓力控制更加困難。

3)定量氣體動態比較法，即正壓漏孔流出的氣體量與定量氣體進行比較。定量氣體動態比較法對累積室體積準確性以及示漏氣體的純度有極高要求，并且受溫度等環境因素影響較大。