[发明专利]复合型真空规校准系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合型真空规校准系统及方法，属于测量技术领域。

背景技术

随着科技的发展，诸如航空航天、表面、微电子、太阳能、光电子等行业中对真空校准测试提出了更高要求，需要现场对各种真空环境进行测试并完成真空规的校准。而文献“比对法真空计量标准装置的研制”，《宇航计测技术》第66期、1992年第6期、第70～73页”，介绍了比对法真空规的校准方法及校准系统，但校准范围为10⁵～10^-4Pa，而且在10^-1～10^-4Pa压力范围内通过磁悬浮转子规进行测量，这种测量方法的下限受制于磁悬浮转子规测量下限，同时磁悬浮转子规成本比较昂贵，再加上该系统比较庞大，只适合在实验室使用，无法满足现场宽量程高精度真空规的校准需求。

文献“动态流量法超高标准真空装置”，《真空科学与技术学报》第19卷、1999年第5期、第400～402页”，介绍了采用恒压式流量计校准真空规的方法，但恒压式流量计研制成本高，装置非常庞大，只适合实验室校准超高真空规，也不能实现现场宽量程真空规的校准。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中真空规校准系统庞大、生产成本高的问题，提出了一种复合型真空规校准系统及方法。

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明的一种复合型真空规校准装置，包括：机械泵、分子泵、第一真空阀门、第二真空阀门、第三真空阀门、第四真空阀门、第五真空阀门、第六真空阀门、第七真空阀门、真空规、电容薄膜规、第三真空规、校准室、第一小孔、第二小孔、气源。

其连接关系为：机械泵与第一真空阀门相连接；第一真空阀门另一端与分子泵相连接；第二真空阀门的一端与分子泵连接，另一端通过小孔与校准室连接；第三真空阀门与第一真空阀门、分子泵、第二真空阀门并联；校准室又分别与第一真空规、第三真空规、第一小孔和第五真空阀门相连接；第一小孔的另一侧依次与第四真空阀门、第七真空阀门相连接；第五真空阀门的另一侧与电容薄膜规相连接；用管路连通第四真空阀门、第五真空阀门，使校准室、第一小孔、第四真空阀门、第五真空阀门形成一个回路，管路上设置第六真空阀门；

所述的第一小孔的直径为2um，第二小孔的直径为11mm；所述的第六真空阀门为三通阀门，带1mL的取样室。

本发明公开的一种复合型真空规校准方法，具体步骤如下：

步骤一、将被校准的真空规安装在校准室上，并进行检漏；

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

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

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

步骤五、在校准室中的压力小于5×10^-7Pa时，关闭第五真空阀门，采用微调第七真空阀门用气源向小孔入口提供10²～10⁴Pa压力P₁的气体，采用电容薄膜规测量该校准室压力的大小，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的指示值P_c，计算出修正其中C₁、C₂分别为第一小孔和第二小孔的分子流导；

步骤六、关闭第四真空阀门，通过微调第七真空阀门向管道引入气体，通过电容薄膜规测量压力大小P₁，通过第六真空阀门取气体，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，然后打开第六真空阀门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的指示值P_c，计算出修正