便攜式氣體微流量計(jì)的設(shè)計(jì)

1、便攜式氣體微流量計(jì)的設(shè)計(jì) 為了實(shí)現(xiàn)在工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)氦質(zhì)譜檢漏儀開展全量程漏率示值的校準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了一套便攜式氣體微流量計(jì)。該流量計(jì)由供氣與抽氣系統(tǒng)、定容室與壓力測(cè)量系統(tǒng)、流量測(cè)量系統(tǒng)和烘烤系統(tǒng)等四部分組成，采用固定流導(dǎo)法及定容法兩種模式提供和測(cè)量流量。在流量計(jì)的設(shè)計(jì)中，解決了小孔流導(dǎo)的設(shè)計(jì)和計(jì)算、定容室和抽氣系統(tǒng)的小型化設(shè)計(jì)、應(yīng)用選擇性抽氣技術(shù)延伸流量測(cè)量下限等關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)還采用了分體式構(gòu)造設(shè)計(jì)，使流量計(jì)具有便于拆卸及攜帶，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。流量計(jì)預(yù)計(jì)到達(dá)的技術(shù)指標(biāo)是，測(cè)量范圍：(10-410-11)Pam3/s，標(biāo)準(zhǔn)不確定度小于10%。 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、核工業(yè)等領(lǐng)

2、域的應(yīng)用越來越廣泛1 。在真空檢漏中，一般用氦質(zhì)譜檢漏儀對(duì)微小漏孔的漏率開展定量測(cè)量，而氦質(zhì)譜檢漏儀采用一支標(biāo)準(zhǔn)漏孔對(duì)漏率定標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率一般在10-8 Pam3/s 量級(jí)，而氦質(zhì)譜檢漏儀的測(cè)量范圍約為10-7 Pam3/s10-12 Pam3/s，因此在全量程范圍內(nèi)采用示漏氣體電離信號(hào)線性外推的方法開展測(cè)量。存在的問題是，由于沒有對(duì)儀器本身開展全量程的校準(zhǔn)，當(dāng)氦質(zhì)譜檢漏儀本身的線性不好時(shí)，就會(huì)對(duì)檢漏的準(zhǔn)確性，尤其是小漏率的測(cè)量產(chǎn)生較大的影響，從而影響產(chǎn)品的檢漏質(zhì)量。另一方面，對(duì)體積和質(zhì)量較大的氦質(zhì)譜檢漏儀，也不易送到實(shí)驗(yàn)室開展檢定。為了滿足氦質(zhì)譜檢漏儀現(xiàn)場(chǎng)全量程范圍內(nèi)漏率值的校準(zhǔn)，需要設(shè)

3、計(jì)一套便攜式氣體微流量計(jì)，采用標(biāo)準(zhǔn)流量與氦質(zhì)譜檢漏儀示值開展比對(duì)的方法，實(shí)現(xiàn)漏率示值的校準(zhǔn)。 目前，國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)28，如美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST），德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院（PTB），意大利國(guó)家計(jì)量研究所（IMGC）和韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)研究院（KRISS），中國(guó)計(jì)量院(NIM)和國(guó)防科技工業(yè)真空一級(jí)計(jì)量站(LIP)等都建立氣體微流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，用于真空漏孔和真空計(jì)的校準(zhǔn)。我們借鑒了大型流量計(jì)研究中取得的成功經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，如固定流導(dǎo)法測(cè)量技術(shù)、NEG 泵選擇性抽氣技術(shù)等，設(shè)計(jì)了可用于現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，易于搬運(yùn)、操作簡(jiǎn)單、流量范圍寬的便攜式氣體微流量計(jì)。 1、便攜式氣體微流量計(jì)的設(shè)計(jì) 便攜式氣體微流量計(jì)由供氣與抽氣系統(tǒng)、定容室與壓力測(cè)量系統(tǒng)、流量測(cè)量系統(tǒng)、烘烤系統(tǒng)等四部分組成，圖1 為便攜式氣體微流量計(jì)原理圖。 1.氣瓶2.標(biāo)準(zhǔn)容器3.NEG泵4.針閥5,6,11,15,16,17,20,21,22.閥門7.機(jī)械泵8.分子泵9.插板閥10.定容室12,14.電容薄膜規(guī)13.冷規(guī)18,19.小孔 圖1 便攜式氣體微流量計(jì)工作原理圖 3、小結(jié) 便攜式氣體微流量計(jì)的主要設(shè)計(jì)思想有以下四點(diǎn)： 采用了雙小孔、雙路流量輸出設(shè)計(jì)，有固定流導(dǎo)法和定容法兩種測(cè)量模式； 采用了NEG泵選擇性抽氣技術(shù)，延伸了流量測(cè)量下限； 對(duì)定容室及抽氣系統(tǒng)開展了小型化設(shè)計(jì)，體積小、質(zhì)量輕； 采用分體式構(gòu)造，流量計(jì)