[发明专利]一种高低温真空校准装置及方法

权利要求书

1.一种高低温真空校准装置，其特征在于：所述装置包括：标准真空计（1）、三通连接件（2）、被校真空计（3）、高低温真空校准室（4）、监测真空计（5）、温度控制板（6）、制冷系统（7）、抽气机组（8）、阀门（9）、供气系统（10）、微调阀（11）；

三通连接件（2）包括A、B、C三个开口端，其中，C端为进气端，C端位于A端和B端之间的直管的中间，与直管垂直，且C端到A、B两端的距离相等，A、B两端的内径相等，A端与标准真空计（1）连接，B端与被校真空计（3）连接，被校真空计（3）固定在温度控制板（6）上，温度控制板（6）与制冷系统（7）连接，三通连接件（2）、被校真空计（3）和温度控制板（6）置于高低温真空校准室（4）内，监测真空计（5）与高低温真空校准室（4）连接，抽气机组（8）通过阀门（9）与高低温真空校准室（4）连接，供气系统（10）通过微调阀（11）与高低温真空校准室（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种高低温真空校准装置，其特征在于：所述供气系统（10）为气瓶或气袋，高低温真空校准室（4）为多层反射保温绝热材料，温度控制板（6）为缠有加热电阻丝的紫铜板，阀门（9）为超高真空全金属插板阀；微调阀（11）为超高真空全金属微调阀（11），标准真空计（1）包含三个测量准确度为满量程的0.05%电容薄膜型真空计，满量程分别为0.02Torr、10Torr、1000Torr；制冷系统（7）采用低温泵一级冷头和压缩机组合的制冷方案；抽气机组（8）采用涡轮分子泵和机械泵组合的抽气方案。

3.一种采用权利要求1所述的高低温真空校准装置的校准方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

①打开标准真空计（1）和监测真空计（5），使标准真空计（1）稳定24小时；

②启动抽气机组（8），打开阀门（9），对高低温真空校准室（4）及管道进行抽气；当监测真空计（5）读数显示高低温真空校准室（4）的真空度小于1×10^-6Pa的极限真空度时，保持校准室的状态等待后续操作；

③打开微调阀（11），将供气系统（10）中的校准气体引入到高低温真空校准室（4）中，当高低温真空校准室（4）中的气体压力达到平衡，且标准真空计（1）读数达到所需的校准压力时，关闭微调阀（11）；启动制冷系统（7）和温度控制板（6），当高低温真空校准室（4）内温度平衡且达到所需的校准温度时，关闭制冷系统（7）和温度控制板（6），保持高低温校准室内的温度状态；待校准室中气体压力达到平衡后，分别记录标准真空计（1）的压力读数p1和被校真空计（3）所显示的压力读数p2；

根据式（I）计算得到高低温真空校准室（4）的标准压力，

p=TT1p1---(I)]]>

式中：p－高低温真空校准室（4）的标准压力，单位：Pa；

T₁－标准真空计（1）所处的外界环境温度，单位：K；

T－高低温真空校准室（4）内温度，单位：K；

根据式（II）计算校准因子，

c=pp2---(II)]]>

式中，c－为校准因子，无量纲；

其中，步骤③中所述校准压力与被校真空计（3）的测量范围有关，校准温度范围为-140℃～+100℃。

4.根据权利要求3所述的一种采用高低温真空校准装置的校准方法，其特征在于：重复步骤③，每次选取不同的校准压力和校准温度，进行多次测量，再将每一次测量计算得到的校准因子取平均值。