标准漏孔校准装置的研究与应用

论文摘要

本文主要给出了利用小孔和四极质谱计建立真空标准漏孔校准装置的原理和方法。文中研究了小孔流导的基本特性，并给出了小孔流导的计算公式：提出了利用恒压法对小孔流导进行测试，对选定的小孔的流导进行了测试，给出了小孔流导随压力变化的曲线方程。利用小孔设计的气体流量计，其流量可以任意调节，校准时流量计提供的流量大小仅与稳压室的压力有关，并且可以将流量计的流量调节到与被校漏孔漏率大小相等，再用四极质谱计将二者进行比较，计算出漏孔的漏率，这样四极质谱计只起比较器的作用，解决了四极质谱计的线性以及长期稳定性差影响校准结果的问题。由于稳压室中的气体压力高，不需要特别严格的材料处理工艺，不需要彻底的烘烤出气就能得到纯净的单一气体，满足校准工作的要求；测量范围达到了(10-10～10-5)Pa·m3／s，评定的合成标准不确定度为2.2％。通过对不确定度分量的分析可知，通过精确校准电容薄膜规、控制温度变化等方法可以进一步降低校准不确定度。研究还表明四极质谱计的非线性度达到了38％，影响了其测量能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 研究方案的分析与确定
• 1.1 绪论
• 1.2 漏孔校准方法的比较
• 1.3 固定流导技术发展现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 流量计系统的理论分析
• 2.1 真空检漏标准装置的组成
• 2.2 固定流导法流量计
• 2.3 校准系统
• 2.4 被校漏孔系统
• 2.5 真空检漏标准装置标准配置
• 2.6 固定流导法流量计测量原理
• 2.7 漏孔漏率校准原理
• 2.8 小结
• 第三章 小孔流导计算
• 3.1 粘滞流时圆柱长管的流导
• 3.2 分子流时圆柱长管的流导
• 3.3 过渡流时圆柱长管的流导
• 3.4 讨论
• 第四章 小孔流导测量
• 4.1 小孔的选择
• 4.2 小孔流导测量装置
• 4.3 小孔流导的测量公式
• 4.4 小孔流导的实验测量
• 4.5 小孔流导测量不确定的评定
• 4.6 小结
• 第五章 真空检漏标准装置性能测试
• 5.1 质谱分析室极限真空度的测试
• 5.2 稳压室极限真空度的测试
• 5.3 质谱分析室真空质量谱图分析
• 5.4 质谱分析室漏放气的测试
• 5.5 稳压室漏放气的测试
• 5.6 真空检漏标准装置全量程气体微流量测试
• 5.7 真空检漏标准装置的不确定度评定
• 5.8 四极质谱计计量性能的研究
• 5.9 小结
• 第六章 真空漏孔的实际校准
• 6.1 漏孔测试
• 6.2 结论
• 6.3 小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果