[发明专利]复合型真空规校准系统及方法

权利要求书

1.复合型真空规校准装置，其特征在于：包括机械泵(1)、分子泵(3)、第一真空阀门(2)、第二真空阀门(4)、第三真空阀门(5)、第四真空阀门(9)、第五真空阀门(10)、第六真空阀门(12)、第七真空阀门(13)、真空规(7)、电容薄膜规(11)、第三真空规(14)、校准室(6)、第一小孔(8)、第二小孔(15)、气源(16)；机械泵(1)同时与第一真空阀门(2)相连接；第一真空阀门(2)另一端与分子泵(3)相连接；第二真空阀门(4)的一端与分子泵(3)连接，另一端通过小孔(15)与校准室(6)连接；第三真空阀门(5)与第一真空阀门(2)、分子泵(3)、第二真空阀门(4)并联；校准室(6)又分别与第一真空规(7)、第三真空规(14)、进气小孔(8)和第五真空阀门(10)相连接；进气小孔(8)的另一侧依次与第四真空阀门(9)、第七真空阀门(13)相连接；第五真空阀门(10)的另一侧与电容薄膜规(11)相连接；用管路连通第四真空阀门(9)、第五真空阀门(10)，使校准室(6)、进气小孔(8)、第四真空阀门(9)、第五真空阀门(10)形成一个回路，管路上设置第六真空阀门(12)。

2.复合型真空规校准方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、将被校准的真空规(14)安装在校准室(6)上，并进行检漏；

步骤二、然后打开机械泵(1)，第一真空阀门(2)、第二真空阀门(4)、第四真空阀门(9)、第五真空阀门(10)、第六真空阀门(12)，打开真空规(7)、电容薄膜规(11)，并保持环境温度为23±3℃；

步骤三、采用真空规(7)作为监测真空规，当其测量校准室中压力小于1Pa时，打开分子泵(3)对校准室(6)抽气；

步骤四、在真空规(7)测量校准室中压力小于0.1Pa且电容薄膜规(11)稳定4小时以上，对电容薄膜规(11)进行调零；

步骤五、在校准室(6)中的压力小于5×10^-7Pa时，关闭第五真空阀门(10)，采用微调第七真空阀门(13)向小孔入口提供10²～10⁴Pa压力P1的气体，采用电容薄膜规(11)测量该压力的大小，通过动态流导法可在校准室中产生10^-6～10^-4Pa的标准压力P₂，标准压力为时记录被校准真空规(14)的指示值P_c，计算出修正其中C1、C2分别为第一小孔(8)和第二小孔(15)的分子流导；

步骤六、关闭第四真空阀门(9)，通过微调第七真空阀门(13)向管道引入气体，通过电容薄膜规(11)测量压力大小P1，通过第六真空阀门(12)取气体，取样的体积为V，约等于1mL，标准压力范围为2×10^-3～20Pa，缓慢打开第五真空阀门(10)将管道中的气体抽除，当真空室压力小于1×10^-5Pa时，关闭第二真空阀门(4)，然后打开第六真空阀门(12)将所取气体膨胀到校准室中膨胀后的体积为V′，则标准压力为同时记录被校准的真空规(14)的指示值P_c，计算出修正

步骤七、关闭第五真空阀门(10)、第六真空阀门(12)，打开第四真空阀门(9)，通过微调第七真空阀门(13)向校准室中引入一定量的气体，使校准室中气体压力范围为20～10⁵Pa，通过电容薄膜规11测量压力大小P1，同时记录被校准的真空规(14)的指示值P_c，计算出修正

3.如权利要求2所述的复合型真空规校准方法，其特征在于：所述步骤五中校准结果的合成标准测量不确定度小于8％，步骤六中校准结果的合成标准测量不确定度小于5％，步骤七中校准结果的合成标准测量不确定度小于3％。

4.如权利要求2或3所述的复合型真空规校准方法，其特征在于：所述步骤一至步骤七中的校准步骤可根据被校准真空规的范围选择其中某些步骤。

5.如权利要求2或3所述的复合型真空规校准方法，其特征在于：所述步骤五至步骤七中，取至少6次测量的平均值作为校准因子的结果。

6.如权利要求2所述的复合型真空规校准方法，其特征在于：所述步骤六中取样体积和校准室体积都是提前测量过的，其测量合成标准不确定度小于2％。

7.如权利要求2所述的复合型真空规校准方法，其特征在于：如果所述步骤七中真空室中压力较大时，可通过第三真空阀门抽走部分气体；所述的真空室中压力较大是指校准室中气体压力大于20～105Pa。