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        不同气体和压力对真空漏孔漏率的影响

        来源真空技术网www.ismp.tw表面物理与化学重点实验室作者钟博扬

        针对目前大多数标准漏孔的漏率都是在He 和入口压力为100 kPa 下的漏率采用定容变压法校准了铭牌漏率为2.3 × 10-6 Pa·m3/s 的标准真空漏孔在使用H2HeD2三种气体时在不同入口压力下的漏率预先对系统进行了加热除气后计算了系统本底漏率大小并探讨了本底漏率对校准漏孔漏率的影响结合粘滞流-分子流理论研究了不同气体和漏孔入口压力对漏孔漏率的影响

        近年来真空漏孔越来越多地应用于航空航天电子工业电力工业及制冷工业等领域真空漏孔是向真空端出口压力小于1000 Pa提供稳定气体流量的装置目前国内外很多计量实验室和研究机构都建立了相应的校准装置常用的漏率校准方法有定容法恒压法质谱比较法固定流导法分流法等等其中定容变压法适于校准漏率较大的漏孔设备与操作简单对漏孔校准精度较高

        目前大多数标准真空漏孔的漏率都是采用He 在漏孔入口压力为1 kPa 下标定的而实?#20351;?#20316;中常需要校准真空漏孔在非He 和漏孔压力大于一个大气压下的漏率气体和压强都会对漏孔的漏率产生一定的影响因此为了获得更为精确的漏孔漏率有必要研究气体和压力对真空漏孔漏率的影响本文通过改变漏孔入口端气体种类和压力对同一真空漏孔进行了漏率标定并初步研究了气体种类和压力对漏孔漏率的影响

        1漏率校准机理

        根据定义漏率Q 就是气体量pV 对时间t 的全微分即

        不同气体和压力对真空漏孔漏率的影响

        这就是定容法即将真空漏孔流出的气体引入到一封闭系统?#26657;?#22312;系统温度体积恒定不变的情况下通过测量单位时间内系统压力的变化速率dp/dt从而得到漏孔漏率Q 的方法采用定容法校准漏孔漏率时温度波动和定容室体积大小等因素对定容法校准系统会产生一定的影响如真空漏孔的接入会带来系统的容积变化使测得的系统容积存在误差因此真空技术网http://www.ismp.tw/认为系统温度需维持在296 K 以避免额外的温度修正系统容积不能太小一般要大于2 ×10-3m3

        另外用定容法测漏孔漏率时还需考虑系统自身的漏放气也就是系统的本底漏率影响图1 为漏率与时间的关系其?#26657;?#32447;1 代表系统自身漏放气使本底压力随时间变化使系统本底压力升高的因素包括系统放气系统管壁渗透和未知泄漏线2 代表理想的系统压力随时间变化关系线2 的斜率dpL/dt 与系统容积V 的乘积即为漏孔漏率线3代表实际实验记录到的压力-时间关系为线1 与线2 的叠加

        不同气体和压力对真空漏孔漏率的影响

        图1 压力随时间变化关系

        考虑到系统本底漏放气的影响漏孔漏率可计算为

        不同气体和压力对真空漏孔漏率的影响

        即起始时间相同时可用相同时间?#25991;?#30340;漏率与本底漏率之差表示漏孔的真实漏率

        2校准装置及校准方法

        2.1校准装置

        标准漏孔校准装置如图2 所示该校准装置主要由气?#30784;?#34987;校准漏孔标准容积定容室薄膜真空规复合真空计及抽气系统组成

        不同气体和压力对真空漏孔漏率的影响

        图2 定容法标准漏孔校准装置结构原理图

        4结论

        (1) 在对系统加热除气后降至23并在抽真空度至10-6 Pa 条件下对系统密闭静置系统自身漏放气引起的本底漏率为1.15 × 10-8 Pa·m3/s该系统在此工作条件下校准漏率大于10 -6 Pa·m3/s 漏孔时可不考虑本底漏率影响但当漏孔漏率低于10-7 Pa·m3/s 时不可忽略系统漏放气造成的影响

        (2) 在100 400 kPa 压差?#27573;?#20869;对漏率为2.3 × 10-6 Pa·m3/s 的标准真空漏孔漏率校准结果表明在H2HeD2三种充入气体下漏孔漏率都与压力平方呈线性关系漏孔气体处于粘滞流态

        (3) 对相同漏孔入口压强下充入不同气体的漏孔漏率进行对比后发现漏孔漏率与气体粘度成反比相同压力下He 的粘滞系数最大气体流动性差通过漏孔的漏率最小 而H2粘滞系数最小漏孔漏率最大漏孔气体为粘滞流

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        http://www.ismp.tw/leakhunting/067131.html

        与 真空检漏 真空漏孔 相关的文?#34385;?#38405;读

        真空检漏http://www.ismp.tw/leakhunting/

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