固定流導法校準真空漏孔裝置與校準原理
固定流導法校準裝置
固定流導法校準真空漏孔的裝置由固定流導法流量計、校準系統和被校漏孔三部分組成,如圖1所示。固定流導法流量計如圖1左邊所示,主要由固定流導小孔、穩壓室、電容薄膜規、氣瓶、閥門以及抽氣機組等組成,可根據需要向校準系統提供已知流量的氣體。校準系統如圖1中間所示,主要由質譜分析室、四極質譜計、超高真空電離規和抽氣機組組成。被校漏孔如圖1右邊所示,主要由自帶氣室型真空漏孔(如薄膜滲氦型漏孔)、通道型真空漏孔、穩壓室、氣瓶和閥門等組成。
真空漏孔校準原理
流量計測量原理
氣體通過固定流導小孔的流量用式(1)計算
圖1 固定流導法校準真空漏孔裝置
式中C為一定入口壓力下,特定氣體所對應小孔的流導值,m3/s;p、pI分別為小孔入口和出口的氣體壓力,Pa;Qs 為通過小孔的氣體流量,Pam3/s。流量計在實際校準過程中,P 遠遠大于P’,且P的變化量小于0.1%時,式(1)簡化為式(2)
Qs=Cp
式中壓力p用電容薄膜規測量;流導C用擬合公式(5)計算;固定流導法流量計所提供的氣體流量Qs用式(2)計算得到。
真空漏孔校準方法
當裝置正常運行,且四極質譜計正常工作一定時間之后,關閉所有的進氣閥門,用四極質譜計測量質譜分析室中氦氣分壓力對應系統本底離子流I0。然后打開被校真空漏孔對應的氣體引入閥,讓被校漏孔流出的氣體流入質譜分析室,在質譜分析室中建立起一動態平衡分壓力,用四極質譜計測量對應示漏氣體的離子流I1。關閉被校漏孔對應的氣體引入閥。關閉閥門(4),打開閥門(3),緩慢調節穩壓室(7)中的氣體壓力,讓標準氣體流量流入質譜分析室。當標準氣體流量產生的離子流信號Is與被校漏孔產生的離子流信號Il 相同或非常接近時,停止調節穩壓室中的氣體壓力,待氣體壓力穩定后,用四極質譜計測量對應氣體離子流Is。被校漏孔的漏率用式(3)計算
式中Ql為被校漏孔的漏率,Pam3/s;Il為被校漏孔漏率對應的離子流,A;Is為標準氣體流量對應的離子流,A;I0為系統本底離子流,A;Qs為流量計所提供的標準流量,Pam3/s。