目前，用戶采用單只標(biāo)準(zhǔn)漏孔對(duì)氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行校準(zhǔn)，由于受檢漏儀線性范圍的影響限制，不能對(duì)其全量程范圍進(jìn)行校準(zhǔn)。為了滿足對(duì)氦質(zhì)譜檢漏儀全量程范圍內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，將一系列不同量級(jí)漏率的薄膜滲氦型標(biāo)準(zhǔn)漏孔分別接入氦質(zhì)譜檢漏儀，得到一組標(biāo)準(zhǔn)漏孔檢漏儀示值，通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率值與檢漏儀示值的關(guān)系曲線進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合，得到氦質(zhì)譜檢漏儀全量程測(cè)量范圍示值與漏率值之間的擬合公式。其校準(zhǔn)過(guò)程簡(jiǎn)單，能夠提高氦質(zhì)譜檢漏質(zhì)量。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步, 真空檢漏技術(shù)在航天、航空、電子工業(yè)、核工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。空間環(huán)模設(shè)備、高能加速器、核輻射物理裝置、等離子體物理裝置、受控?zé)岷朔磻?yīng)裝置的真空室若有微小的漏孔，無(wú)法獲得超高真空，無(wú)法正常工作，檢漏顯得十分重要，它是真空獲得的基礎(chǔ)。為了保持載人飛船的艙內(nèi)壓力，使其長(zhǎng)時(shí)間正常工作，需要通過(guò)檢漏來(lái)精確測(cè)量微小漏率。衛(wèi)星自控系統(tǒng)的燃料如有泄漏，將會(huì)造成衛(wèi)星的飛行失敗，泄漏的燃料和氣體還會(huì)污染衛(wèi)星上的光學(xué)儀器、光敏元件等、使電子原器件的性能變壞，縮短工作壽命，需要通過(guò)檢漏來(lái)堵漏。

　　在這些真空檢漏中，一般用氦質(zhì)譜檢漏儀對(duì)微小漏孔漏率進(jìn)行定量檢測(cè)，氦質(zhì)譜檢漏儀在使用前需要校準(zhǔn)。氦質(zhì)譜檢漏儀的校準(zhǔn)的主要項(xiàng)目包括:噪音、最小可檢漏率、漏率值校準(zhǔn)、清除時(shí)間等，其中最重要的項(xiàng)目是漏率值的校準(zhǔn)。漏率值校準(zhǔn)通常是在氦質(zhì)譜檢漏儀使用前用標(biāo)準(zhǔn)漏孔進(jìn)行校準(zhǔn)。但是，目前國(guó)內(nèi)對(duì)于氦質(zhì)譜檢漏儀的校準(zhǔn)只采用單只漏孔單點(diǎn)校準(zhǔn)，由于受檢漏儀線性范圍的影響限制，這種校準(zhǔn)只能適用于某一數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)的校準(zhǔn)，而在實(shí)際使用時(shí)經(jīng)常要用到幾個(gè)數(shù)量級(jí)范圍。本文主要研究用一系列不同量級(jí)標(biāo)準(zhǔn)漏孔對(duì)氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，通過(guò)校準(zhǔn)擬合公式，校準(zhǔn)范圍可以延伸到全量程。

1、校準(zhǔn)方法

1.1、標(biāo)準(zhǔn)漏孔校準(zhǔn)氦質(zhì)譜檢漏儀方法

　　采用標(biāo)準(zhǔn)漏孔對(duì)氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行校準(zhǔn)，將一系列經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的不同量級(jí)標(biāo)準(zhǔn)漏孔分別接入氦質(zhì)譜檢漏儀系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)室溫度保持在23±1℃，可以讀出一組標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率的檢漏儀示值，從而得到標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率值與檢漏儀示值的關(guān)系曲線，并通過(guò)對(duì)這條曲線進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合，得到氦質(zhì)譜檢漏儀全量程測(cè)量范圍示值與漏率值之間的擬合公式。

　　校準(zhǔn)系統(tǒng)原理圖由真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔、漏孔隔離閥及氦質(zhì)譜檢漏儀組成, 漏孔溫度由溫度計(jì)測(cè)量。如圖1 所示。

1.氦質(zhì)譜檢漏儀;　 2，3,8,9.標(biāo)準(zhǔn)漏孔;　 4,5,6,7.截止閥

圖1 氦質(zhì)譜檢漏儀現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)原理圖

1.2、校準(zhǔn)儀器的選擇

　　為了滿足現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，便于攜帶，真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔選用薄膜滲氦型標(biāo)準(zhǔn)漏孔。薄膜滲氦型標(biāo)準(zhǔn)漏孔具有對(duì)污染不敏感；漏率可以做得很小；重復(fù)性、穩(wěn)定性等計(jì)量特性好；對(duì)溫度變化敏感，使用需要對(duì)漏率溫度修正等特點(diǎn)。本次校準(zhǔn)選擇了8 只漏孔，漏率值分別為1.58×10^{- 6}，2.94×10^{- 7}，1.74×10^{- 8}，1.38×10^{- 8}，5.62×10^{- 9} 和3.94×10^{- 9}，1.29×10- 9，3.69×10- 10，單位為Pa·m3·s- 1，溫度為23.0℃,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為9.0%。

2、校準(zhǔn)結(jié)果

2.1、校準(zhǔn)步驟

　　設(shè)置環(huán)境溫度為23.0℃，將標(biāo)準(zhǔn)漏孔通過(guò)漏孔隔離閥與氦質(zhì)譜檢漏儀相連接，打開(kāi)漏孔閥，打開(kāi)檢漏儀進(jìn)行平衡，平衡6 h 后，開(kāi)始測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)漏孔在檢漏儀的讀數(shù)示值，每個(gè)10 min 記錄一個(gè)數(shù)值及此時(shí)環(huán)境溫度，共記錄6 組數(shù)據(jù)，對(duì)六組漏率示值數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度修正，測(cè)量重復(fù)性用相對(duì)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

2.2、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)

　　分別對(duì)編號(hào)為（1）、（2）、（3）的氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)如表1，表2，表3。

表1 氦質(zhì)譜檢漏儀（1）校準(zhǔn)值（單位Pa·m³·s^-1）　　表2 氦質(zhì)譜檢漏儀（2）校準(zhǔn)值（單位Pa·m³·s^-1）　　表3 氦質(zhì)譜檢漏儀（3）校準(zhǔn)值（單位Pa·m³·s^-1）

2.3、校準(zhǔn)曲線

　　根據(jù)以上數(shù)據(jù),以檢漏儀示值為橫坐標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)值為縱坐標(biāo),作出示值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的曲線如圖2，圖3，圖4。

圖2 氦質(zhì)譜檢漏儀（1）校準(zhǔn)曲線　　圖3 氦質(zhì)譜檢漏儀（3）校準(zhǔn)曲線　　圖4 氦質(zhì)譜檢漏儀（3）校準(zhǔn)曲線

　　圖2，圖3，圖4 中點(diǎn)線為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)曲線，粗直線為由計(jì)算機(jī)作出了校準(zhǔn)曲線的乘冪擬合曲線,其乘冪擬合曲線公式為分別為y = 0.0309x ^0.7909，y = 0.0063x ^0.721，y = 0.4341x ^0.968。比較圖2，圖3，圖4發(fā)現(xiàn)檢漏儀（1）的校準(zhǔn)曲線與擬合曲線偏差較大，兩條表征曲線一致性較差；檢漏儀（2）、（3）校準(zhǔn)曲線與擬合曲線偏差較小，兩條表征一致性較好。擬合公式計(jì)算漏率值與實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)值最大偏差見(jiàn)表4。

2.4、校準(zhǔn)結(jié)果不確定度分析

　　氦質(zhì)譜檢漏儀現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由A 類不確定度及B 類不確定度組成。

2.4.1、標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A 類評(píng)定（uA）

　　uA 是根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)的重復(fù)性和擬合公式引起的不確定度合成。測(cè)試數(shù)據(jù)的重復(fù)性采用了貝賽爾公式計(jì)算相對(duì)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差得到，選取重復(fù)性最大為測(cè)量重復(fù)性。標(biāo)準(zhǔn)漏率值與擬合公式計(jì)算漏率值最大相對(duì)偏差按均勻分布來(lái)計(jì)算擬合公式而引入的不確定度。