本发明专利技术公开了一种极小真空漏率测量装置及方法，该方法先维持校准室压力至本底压力，测量并计算出校准室的本底离子流的上升率R0；将被校真空标准漏孔流量引入校准室，进行静态累积，测量并计算出获得含被校真空标准漏孔和本底的离子流的上升率RL；向校准室通入已知流量QS的标准流量，进行静态累积，测量并计算含标准流量和本底的离子流的上升率RS；最后利用QL/Qs＝(RL-R0)/(RS-R0)来计算被校真空标准漏孔的漏率QL。本发明专利技术能够避免测量流导比，适用于对极小真空漏率的测量与校准，从而延伸了极小真空漏率测量与校准下限，为实现对小于1×10-9Pa·m3/s极小真空漏率的精确测量与校准提供了基础。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于测量领域，涉及极小真空漏率测量技术，尤其涉及采用静态累计法实 现对极小真空漏率精确测量的装置及方法。
技术介绍
在计量实验室中，大多采用高精度气体微流量计测量和提供已知气体流量。高精 度气体微流量计多选用恒压式气体微流量计和固定流导法气体微流量计，其测量范围为 (I X 10 9~I X 10 4) Pa ·Π !3/8。在采用动态流量法校准时，由于受气体微流量计管道内壁放 气效应的影响，流量的测量下限仅为I X 10 9Pa ·πι3/8,因此用已有气体微流量计无法实现对 极小真空漏率的校准。 文献"李得天，李正海，郭美如，等.超高/极高真空校准装置的研制.真空科学与 技术学报26 (2)，2007. "介绍了目前校准极高真空规采用的一种新方法-分流法。分流法 是将恒压式气体微流量计或固定流导法气体微流量计提供的已知流量气体注入到分流室， 再通过分流室上两个流导相差很大的小孔将气体流量分流到极高真空校准室和超高真空 校准室，这样很少部分流量流入极高真空校准室，绝大部分流量流入超高真空校准室，从而 延伸了校准下限。 无论是分流法还是动态流量法，都需要测量分流室上两个小孔的流导比，流导比 的测量会引起较大的测量不确定度。而且在真空漏率极小的情况下，质谱计无法从本底离 子流中区分出被校准离子流，也会导致测量不确定度较大，甚至无法完成测量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了，避免测量流导比，适 用于对极小真空漏率的测量与校准，从而延伸了极小真空漏率测量与校准下限，为实现对 小于IX 10 9Pa · m3/s极小真空漏率的精确测量与校准提供了基础。 为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的： 一种极小真空漏率测量方法，包括： 步骤一、维持校准室压力至本底压力，测量校准室的本底离子流，进而计算获得本 底离子流的上升率R。； 步骤二、将被校真空标准漏孔流量引入校准室，进行静态累积，在累积过程中测量 校准室当前离子流，即含被校真空标准漏孔和本底的离子流；利用本步骤测量得到的离子 流数据计算获得含被校真空标准漏孔和本底的离子流的上升率I; 步骤三、向校准室通入已知流量Qs的标准流量，进行静态累积，在累积过程中测量 校准室当前离子流，即含标准流量和本底的离子流；利用本步骤测量得到的离子流数据计 算获得含标准流量和本底的离子流的上升率R s; 步骤四、由（1)式计算被校真空标准漏孔的漏率(1).〇; 该方法所采用的检测装置中，流量计通过第一阀门与校准室相连，极高真空抽气 机组通过第四阀门与校准室相连，被校真空标准漏孔通过第二阀门与校准室相连，非蒸散 型吸气剂栗通过第三阀门与校准室相连，质谱计与校准室相连，压力计与校准室相连； 所述步骤一具体包括子步骤11~14 : 子步骤11、打开第四阀门，其他阀门关闭；启动极高真空抽气机组，开始对校准室 进行抽气，在抽气过程中对该检测装置整体进行烘烤除气；用压力计进行真空度测量，直到 抽气使校准室达到本底压力，停止烘烤； 子步骤12、打开质谱计，调整其参数使其处于稳定的工作状态； 子步骤13、打开第三阀门，利用非蒸散型吸气剂栗对校准装置抽气，维持校准室的 本底压力；此时，第四阀门不关闭，极高真空抽气机组联合非蒸散型吸气剂栗一起实现本底 压力的保持； 子步骤14、关闭第三阀门和第四阀门，用质谱计测量校准室的当前离子流，即为本 底压力对应的离子流，利用本底压力对应的离子流数据计算本底压力离子流的上升率R。； 所述步骤二具体为：打开第二阀门和第四阀门，将被校真空标准漏孔流出的气体 引入校准室中；当质谱计的示值稳定后，关闭第四阀门进行静态累积，在累积过程中用质谱 计测量校准室的当前离子流，即含被校真空标准漏孔和本底的离子流，经一段时间，用测量 得到的离子流数据计算获得含被校真空标准漏孔和本底的离子流的上升率Ru 所述步骤三具体为：关闭第二阀门，打开第四阀门和第一阀门，经流量计流入校准 室中已知流量Qs的标准流量，流量计提供的极小气体流量小于10 1VVs数量级，流量稳定 后关闭第四阀门进行静态累积，在累积过程中用质谱计测量校准室的当前离子流，即含标 准流量和本底的离子流，经一段时间，用测量得到的离子流数据计算获得含标准流量和本 底的离子流的上升率R s。 本专利技术还提供了一种极小真空漏率测量装置，包括流量计、第一阀门、质谱计、压 力计、校准室、第二阀门、被校真空标准漏孔、第三阀门、非蒸散型吸气剂栗、第四阀门和极 高真空抽气机组； 流量计通过第一阀门与校准室相连，为校准室内提供已知气体流量；极高真空抽 气机组通过第四阀门与校准室相连，用于从校准室抽出气体；被校真空标准漏孔通过第二 阀门与校准室相连；非蒸散型吸气剂栗通过第三阀门与校准室相连，用于在维持本底压力 时进行持续抽气；质谱计与校准室相连进行离子流测量；压力计与校准室相连进行真空度 监测。 有益效果： (1)本专利技术不需要测量分流室上两个小孔的流导比，通过离子流上升率之比等于 流量之比的关系，进而通过离子流上升率的测量和计算，结合标准流量的使用，实现对被校 真空标准漏孔的漏率测量与校准，避免测量流导比带来的测量不确定度较大的问题，从而 延伸了极小真空漏率测量与校准下限，适用于对极小真空漏率的测量与校准，为实现在小 于I X 10 9Pa · m3/s流量区间内对极小真空漏率的精确测量与校准提供了基础。 (2)本专利技术在校准室增加非蒸散型吸气剂栗后，采用惰性气体作为校准气体时，非 蒸散型吸气剂栗可有效消除了真空管道和校准室内壁放气效应的影响，在校准室中维持低 的压力，使得本底离子流上升率稳定在较小值，为通过上述比值进行流量计算提供了基础。【附图说明】 图1是本专利技术极小真空漏率测量装置的结构图。 图中：1 一流量计、2 -第一阀门、3 -质谱计、4 一压力计、5 -校准室、6 -第二阀 门、7 -被校真空标准漏孔、8-第三阀门、9 一非蒸散型吸气剂栗、10-第四阀门、11 一极高 真空抽气机组。【具体实施方式】 下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。 本专利技术思路是：考虑到很难从本底中识别出被校漏孔的离子流，本专利技术另辟蹊径， 转而利用离子流上升率进行处理。具体来说，通过烘烤和持续抽气维持本底压力，使得本底 离子流的上升率很小，且基本是一个定值，便于测量。而且考虑到被校漏孔和本底的离子流 上升率的数量级相差很大，因此可以通过测量获得含本底与被校漏孔的离子流上升率，将 该数据减去已知的本底离子流上升率这个定值，就可以获得被校漏孔的离子流上升率。 进一步，再利用标准流量进行相应的测量和减除操作，可以获得标准流量的离子 流上升率； 最后利用被校漏孔与标准流量的离子流上升率比值等于流量比值的原理，可以计 算出被校漏孔的流量，最终从而实现了极小真空漏率的测量与校准。 基于上述思路，本专利技术提供的极小真空漏率测量方法包括如下四个步骤： 步骤一、维持校准室压力至本底压力，测量校准室的本底离子流，进而计算获得本 底离子流的上升率R。； 步骤二、将被校真空标准漏孔流量引入校准室，进行静态累积，在累积过程中测量 校准室当前离子流，即含被校真空标准漏孔和本底的离子流；利用本步骤测量得到的离子 流数据计算获得含被校真空标准漏孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种极小真空漏率测量方法，其特征在于，包括：步骤一、维持校准室压力至本底压力，测量校准室的本底离子流，进而计算获得本底离子流的上升率R0；步骤二、将被校真空标准漏孔流量引入校准室，进行静态累积，在累积过程中测量校准室当前离子流，即含被校真空标准漏孔和本底的离子流；利用本步骤测量得到的离子流数据计算获得含被校真空标准漏孔和本底的离子流的上升率RL；步骤三、向校准室通入已知流量QS的标准流量，进行静态累积，在累积过程中测量校准室当前离子流，即含标准流量和本底的离子流；利用本步骤测量得到的离子流数据计算获得含标准流量和本底的离子流的上升率RS；步骤四、由（1）式计算被校真空标准漏孔的漏率QL：QL=Qs.(RL-R0)(RS-R0)---(1).]]>
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：盛学民，李得天，成永军，孙雯君，郭美如，王永军，张瑞芳，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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