便携式真空计校准装置的校准方法介绍

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)清华大学 作者:卢耀文

  研制的便携式真空计校准装置集成了静态比对法、静态膨胀法和动态流量法三种校准方法,本文就详细介绍了便携式真空计校准装置的这三种校准方法。

1、静态比对法

  静态比对法采用电容薄膜真空计G2和G3作为参考标准,在关闭阀门V2后通过被校准真空计和参考标准同时测量校准室压力实现校准。

2、静态膨胀法

  静态膨胀法基于Boyle-Mariotte理想气体定律,将标准体积中可精确测量的较高压力气体膨胀到校准室中,通过计算得到膨胀后的压力,以此压力作为标准校准真空计。标准压力通过式(1)计算

静态膨胀法

  式中:p0、p为标准体积中初始压力和膨胀后的气体压力;Vc1、Vc2分别为标准体积和校准室的容积;V'1/V'1+V'2为体积比。

3、动态流量法

  在图2中,动态流量法是在分子流条件下采用小孔C1或C2对较高压力的气体连续膨胀到校准室,通过小孔C3连续抽气,在校准室中形成动态平衡的稳定压力,以此压力作为标准校准真空计。在动态流量法中,根据气体流量守恒定律可知

气体流量守恒定律

  式中:p1、p2、p3分别为小孔(C1或C2)入口、校准室、分子泵抽气口的压力;C1,2为小孔C1或C2的流导;C3为限流抽气小孔C3的流导。

  由于校准过程中p2《p1,且在满足分子流的条件下小孔C3两端压力的比值总是常数(定义为返流比A,p3=Ap2),因此式(2)可简化为

  从式(3)可知,标准压力p2由进气小孔入口压力p1、进气小孔与抽气小孔流导比C1,2/C3及(1-A)计算得到。

  本文加工的C1、C2、C3小孔对氮气的分子流导分别为10-8,10-6,10-2 m3/s量级,进气小孔和抽气小孔的流导比C1/C3,C2/C3为10-6,10-4量级,因此通过两个不同流导小孔进气的方法拓宽了装置的校准范围。

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