真空漏孔的校準方法的分類

2009-07-09 孟 揚 蘭州物理研究所

  在檢漏工作中,定量地確定被檢漏孔的漏率更具實際意義。定量地確定被檢漏孔的漏率需要有三個基本條件:

  (1)漏率穩定、數值可靠的參考漏孔;

  (2)正確地用參考漏孔對檢漏儀進行校準;

  (3)檢漏儀的檢漏條件與校準條件一致。

  按照參考漏孔使用時兩端的壓力狀態,可以分為真空漏孔和正壓漏孔兩類。真空漏孔是在人口壓力為一個大氣壓、出口壓力小于1kPa條件下校準和使用的漏孔。正壓漏孔是在人口壓力大于一個大氣壓、出口壓力為一個大氣壓條件下使用的漏孔。由于真空漏孔和正壓漏孔的使用條件不同,故它們的校準方法也不完全相同。國際上對真空漏孔的校準已經研制了多種測量原理的校準裝置,并在不同標準裝置間進行了比對研究。對正壓漏孔的校準,因為受到正壓檢漏定量性差和正壓漏孔校準條件較難滿足的局限,以前在國際上研究得不夠;但是,隨著吸槍式質譜計檢漏法的應用和普及,對正壓漏孔的校準問題已經開始引起重視了。本文主要介紹真空漏孔的校準方法,正壓漏孔的校準方法見校準氣體漏率的正壓漏孔校準裝置結構組成

  參考漏孔的漏率就是在規定條件下,在單位時間內通過漏孔流出的氣體量。如果將參考漏孔的一端與密閉容器相通,通過測量容器內氣體的壓力、體積、溫度的變化,則可以由下式得到參考漏孔的漏率

QL=d [pV/(RT)]/dt=(1/R)d(pV/T)/dt   (1)

  式中QL為參考漏孔的漏率,mol/s;p為氣體的壓力,Pa;V為氣體的體積,m 3;R 為摩爾氣體常數,J/(mol·K);T為絕對溫度,K;t 為時間,s。

  由于溫度變化不僅不易控制,而且還會帶來其他效應,例如改變參考漏孔的漏率,所以參考漏孔的漏率都是在恒溫條件下進行測量的,恒溫是漏孔校準成功的基本條件。測量時,如果壓力和體積都改變,則為變容變壓法;如果壓力保持不變,則為恒壓變容法;如果體積保持不變,則為定容變壓法。

  將從參考漏孔流出的氣體產生的效應與參考標準相比,從而判定參考漏孔的漏率,則為比較法。如果是在動態系統中進行比較,則為動態比較法;根據采用參考標準,又可分為氣體微流量計動態比較法和參考漏孔動態比較法等。如果是在靜態容器中進行比較,則為靜態比較法;根據采用的參考標準,又可分為定量氣體靜態比較法和參考漏孔靜態比較法等。

  隨著工業和科技領域對檢漏定量性能越來越高的要求,研究真空漏孔的穩定性、校準、量值傳遞等計量學特性越來越受重視。在所述的校準真空漏孔的各方法中,恒壓變容法最準確和絕對性最好;定容變壓法適于校準漏率較大的真空漏孔;變容變壓法的測量不確定度大,但效率高;比較法中以氣體微流量計動態比較法最準確,且絕對性最好;其余的幾種比較法較實用,但絕對性較差。

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