CN109341946B - 一种复合型比较法真空校准系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合型比较法真空校准系统及方法，包括：机械泵、分子泵、第一真空室、第二真空室、第一至第三真空计、第一至第十真空阀门、气瓶、第一至第三开孔；所述分子泵的抽气出口通过第一真空阀门与机械泵连接，其抽气入口通过第二真空阀门、第三开孔与第一真空室连接且其通过第三真空阀门连接至机械泵；第一真空室与第三真空计连接、通过第四真空阀门连接第二真空计；所述第一开孔通过第五真空阀门、第二开孔通过第六真空阀门连接至第七真空阀门后与气瓶连接；所述第八真空阀门连接至第二真空室，及第二真空室上连接第一真空计且通过第十真空阀门连接至机械泵。本发明将多种检测技术集成在一台设备上，能够节约设备成本，扩大校准范围。

Description

一种复合型比较法真空校准系统及方法

技术领域

本发明属于真空校准技术领域，涉及一种复合型比较法真空校准系统方法。

背景技术

真空技术广泛应用于航空航天、高能物理、半导体、微电子、汽车制造、制冷、太阳能、导航、船舶等众多行业，真空计量校准技术是保障真空量值准确传递、产品质量的关键保障技术，尤其在国防军工科研生产单位，真空计量检测技术队保障产品质量和任务成功尤为关键。与之相反的是，由于真空计量校准设备是一种非标准化设备，国际上没有成熟的产品，计量单位靠自己研制获得，国内只有以航天单位为主的少数单位投入大量资金建立了高水平实验室，实验室的设备比较单一，一般都是一种方法一套校准系统，或者2种或3种方法集成在一套系统中。

文献“动态流导法真空校准装置的性能测试”，《真空与低温》2004年第3期，介绍了采用动态流导法校准真空计的方法，校准范围在2.6×10^-7Pa～2.4×10^-1Pa，该文献介绍的校准方法单一，范围不够宽泛。文献“标准静态膨胀法真空校准装置研制”，《上海计量测试》2003年第4期，介绍了采用静态膨胀法校准真空计的方法，校准范围在1×10^-3Pa～1×10⁵Pa。文献“复合式真空标准校准真空计的方法”，《真空与低温》1997年第1期，介绍了采用动态比对法、静态比对法、静态膨胀法三种方法校准真空计的方法，校准范围在1×10^-4Pa～1×10⁵Pa。以上的技术该技术不能满足宽量程的校准范围需要，并且一套设备仅采用一种到三种方法。

发明内容

发明所要解决的课题是，解决现有的校准系统不能满足宽量程的校准范围需要，且无法将多校准方法集成一体的真空校准问题。

用于解决课题的技术手段是，本发明提出一种复合型比较法真空校准系统，包括：机械泵、分子泵、第一真空室、第二真空室、第一至第三真空计、第一至第十真空阀门、气瓶、第一至第三开孔；所述机械泵通过第一真空阀门与分子泵的抽气出口连接，所述分子泵的抽气入口通过第二真空阀门、第三开孔与第一真空室连接，且第一真空室通过相连接的第三开孔连接第三真空阀门的一端，第三真空阀门的另一端连接至机械泵；并且，所述第一真空室分别与第三真空计、第四真空阀门的一端连接；所述第四真空阀门的另一端连接至第二真空计；所述与第一真空室相连接的第一开孔通过第五真空阀门连接至第七真空阀门的一端，且与第一真空室相连接的第二开孔通过第六真空阀门连接至第七真空阀门的一端，及第七真空阀门的另一端与气瓶连接；所述第九真空阀门的一端连接第二真空计，且第九真空阀门的另一端连接第七真空阀门的一端；所述第八真空阀门的一端连接第七真空阀门的一端，且第八真空阀门的另一端连接至第二真空室，及第二真空室上连接第一真空计并且第二真空室通过第十真空阀门连接至机械泵。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述第一真空计为皮拉尼真空计。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述第二真空计为磁悬浮转子真空计。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述第三真空计为电容薄膜真空计。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述真空校准系统中集成有四种校准方法，即静态比对法、静态膨胀法、动态比对法、动态流导法。

发明效果为：

本发明的复合型比较法真空校准系统及方法，不但提出了将静态比对法、静态膨胀法、动态比对法、动态流导法，四种真空校准方法集成在一起，突破传统一台设备实现一种或三种校准功能的技术瓶颈，而且，四种真空校准方法集成在一套系统上，该校准系统能够校准的真空计范围为1×10⁵Pa～5×10^-6Pa。因此，复合型比较法真空校准系统在解决高集成化设计方法的同时，具有节约设备成本，校准范围宽、精度高的特点。

附图说明

图1为本发明复合型比较法真空校准系统的结构示意图。

具体实施方式

以下，基于附图针对本发明进行详细地说明。

如图1所示，本发明提出一种复合型比较法真空校准系统，包括：机械泵RP、分子泵TMP、第一真空室VC1、第二真空室VC2、第一真空计G1、第二真空计G2、第三真空计G3、第一至第十真空阀门V1，V2，V3，V4，V5，V6，V7，V8，V9，V10、气瓶Gas、第一开孔C1、第二开孔C2、第三开孔C3。其中，第一真空计G1为皮拉尼真空计、第二真空计G2为磁悬浮转子真空计、第三真空计G3是1000Torr电容薄膜真空计。

在该系统中，所述机械泵RP通过第一真空阀门V1与分子泵TMP的抽气出口连接，所述分子泵TMP的抽气入口通过第二真空阀门V2、第三开孔C3与第一真空室VC1连接，且第一真空室VC1通过相连接的第三开孔C3连接第三真空阀门V3的一端，第三真空阀门V3的另一端连接至机械泵RP；并且，所述第一真空室VC1分别与第三真空计G3、第四真空阀门V4的一端连接；所述第四真空阀门V4的另一端连接至第二真空计G2；所述与第一真空室VC1相连接的第一开孔C1通过第五真空阀门V5连接至第七真空阀门V7的一端，且与第一真空室VC1相连接的第二开孔C2通过第六真空阀门V6连接至第七真空阀门V7的一端，及第七真空阀门V7的另一端与气瓶Gas连接；所述第九真空阀门V9的一端连接第二真空计G2，且另一端连接第七真空阀门V7的一端；所述第八真空阀门V8的一端连接第七真空阀门V7的一端，且第八真空阀门V8的另一端连接至第二真空室VC2，及第二真空室VC2上连接第一真空计G1并且第二真空室VC2通过第十真空阀门V10连接至机械泵RP。

以及，所述真空校准系统采用静态比对法或静态膨胀法、动态比对法、动态流导法进行校准。复合型比较法真空校准系统从结构上采用模块化和集成化的设计，主要将传统的几种真空计量检测技术集成在一台设备上，具有节约设备成本，扩大校准范围。

在上述校准系统基础上，本发明还提出一种复合型比较法真空校准方法，采用将静态比对法、静态膨胀法、动态比对法、动态流导法，四种校准方法相结合集成在一台设备上，对第一真空室的压力实现校准，集成的四种校准方法分别如下：

(1)采用静态比对法。

静态比对法实现的真空度校准的范围为1×10⁵Pa～1×10¹Pa，采用电容薄膜真空计作为参考标准，在关闭第二真空阀门V2后，通过第七真空阀门V7及第五真空阀门V5(或第六真空阀门V6)直接进气，通过被校准真空计和参考标准同时测量第一真空室VC1的压力实现校准。具体地，该方法包括以下步骤：

S1、保持环境温度为23±2℃，将被校准的真空计安装在第一真空室VC1的赤道法兰上，依次打开机械泵RP、第三真空阀门V3对第一真空室VC1抽真空。

S2、在第一真空室VC1中的压力小于设定阈值1×10⁰Pa后，关闭第三真空阀门V3。

S3、通过打开第七真空阀门V7，第五真空阀门V5或第六真空阀门V6将气瓶Gas连中的气体直接引入第一真空室VC1中，通过被校准真空计和参考标准同时测量第一真空室的压力实现校准。

S4、重复S3的步骤，实现多量程校准。

(2)采用静态膨胀法。

静态膨胀法实现的真空度校准的范围为1×10¹Pa～1×10^-1Pa。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第一真空室中，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。标准压力通过公式(1)计算：

式中：P₀、P为标准体积中初始压力和膨胀后的气体压力；V₁′、V₂′分别为标准体积和第一真空室的容积；

为体积比。

具体地，该方法包括以下步骤：

S1、保持环境温度为23±2℃，将被校准的真空计安装在第一真空室VC1的赤道法兰上，依次打开机械泵RP、第三真空阀门V3对第一真空室VC1抽真空。

S2、在第一真空室VC1中的压力小于设定阈值1×10²Pa后，关闭第三真空阀门V3。

S3、依次打开第一真空阀门V1、分子泵TMP和第二真空阀门V2对第一真空室VC1抽真空。

S4、在第一真空室VC1中的压力小于设定阈值1×10^-3Pa后，关闭第二V2、第一真空阀门V1。打开第十真空阀门V10，将第二真空室VC2抽真空，压力小于设定阈值1×10⁰Pa后关闭第十真空阀门V10。

S5、通过第七真空阀门V7将气瓶中的气体直接引入第二真空室VC2中，观察第一真空计G1达到标准压力，关闭第七真空阀门V7结束进气。

S6、第二真空室VC2作为标准体积V₁′，记录第一真空计G1的压力值为P₀。打开第五真空阀门V5或V6，将第二真空室VC2可精确测量的较高压力气体膨胀到第一真空室VC1中。

S7、第一真空室VC1的体积为V₂′，通过计算公式(1)计算得到膨胀后的压力

S8、重复S5～S7的步骤，实现多量程校准。

(3)采用动态比对法。

动态比对法实现的真空度校准的范围为1×10^-1Pa～1×10^-4Pa。该方法是通过调节第五真空截止阀门V5向第一真空室VC1中引入一定量的气体，同时通过第一真空室VC1下方的流导元件对第一真空室连续抽气，在第一真空室VC1形成动态稳定的气体压力，通过被校准真空计和参考标准同时测量第一真空室压力，进行比对从而实现校准。具体地，该方法包括以下步骤：

S1、保持环境温度为23±2℃，将被校准的真空计安装在第一真空室VC1的赤道法兰上，依次打开机械泵RP、第三真空阀门V3对第一真空室VC1抽真空。

S2、在第一真空室VC1中的压力小于设定阈值1×10²Pa后，关闭阀门V3。

S3、依次打开第一真空阀门V1、分子泵TMP和第二真空阀门V2对第一真空室VC1抽真空。

S4、在第一真空室VC1中的压力小于1×10^-6Pa后，关闭第一真空阀门V1。打开第十真空阀门V10，将第二真空室VC2抽真空，压力小于设定阈值1×10⁰Pa后关闭第十真空阀门V10，打开第一真空阀门V1。

S5、通过打开第七真空阀门V7将气瓶中的气体直接引入第二真空室VC2中，观察第一真空计G1达到标准压力，关闭第七真空阀门V7结束进气。

S6、打开第五真空截止阀门V5，调节第八真空阀门V8，将第二真空室VC2中的气体通过第一开孔C1向第一真空室VC1引入一定量的气体，通过第一真空室下方连接的第三开孔C3对第一真空室VC1连续抽气，在第一真空室VC1形成动态稳定的气体压力，读取第三真空计G3压力值作为参考标准，与被校准真空计的压力值进行比较，实现动态比对校准。

S7、重复S6的步骤，实现多量程校准。

(4)采用动态流量法。

动态流量法实现的真空度校准的范围为1×10^-4Pa～5×10^-6Pa。该方法是在分子流条件下采用第一开孔C₁或第二开孔C₂对较高压力的气体连续膨胀到第一真空室，通过第三开孔C₃连续抽气，在第一真空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：

C_1、2(P₁-P₂)＝C₃(P₂-P₃)……………………………………(2)

式中：P₁、P₂、P₃分别为开孔(C₁或C₂)入口、第一真空室、分子泵抽气入口的压力；C_1、2为开孔C₁或C₂的流导；C₃为限流抽气第三开孔C₃的流导。

由于校准过程中P₂＜＜P₁，且在满足分子流的条件下第三开孔C₃两端压力的比值总是常数，定义为返流比α，P₃＝αP₂，因此式(2)可简化为：

从公式(2)可知，标准压力P₂由进气小孔入口压力P₁、进气的第一开孔C₁或第二开孔C₂与抽气开孔C₃流导比

及(1-α)计算得到。本发明加工的C₁、C₂、C₃开孔对氮气的分子流导分别为10^-8、10^-6、10^-2m³/s量级，进气开孔和抽气开孔的流导比

为10^-6、10^-4量级，因此通过两个不同流导开孔进气的方法拓宽了装置的校准范围。

具体地，该方法包括以下步骤：

S1、保持环境温度为23±2℃，将被校准的真空计安装在第一真空室VC1的赤道法兰上，依次打开机械泵RP、第三真空阀门V3对第一真空室VC1抽真空。

S2、在第一真空室VC1中的压力小于设定的第一阈值1×10²Pa后，关闭第三真空阀门V3。

S3、依次打开第一真空阀门V1、分子泵TMP和第二真空阀门V2对第一真空室VC1抽真空。

S4、在第一真空室VC1中的压力小于设定的第二阈值1×10^-7Pa后，关闭第一真空阀门V1。打开第十真空阀门V10，将第二真空室VC2抽真空，压力小于设定的第三阈值1×10⁰Pa后关闭第十真空阀门V10，打开第一真空阀门V1。

S5、通过第七真空阀门V7将气瓶中的气体直接引入第二真空室VC2中，观察第一真空计G1达到标准压力，关闭第七真空阀门V7结束进气。

S6、在分子流条件下，调节第五真空阀门V5，将第二真空室CV2中较高压力的气体通过第一开孔C1膨胀到第一真空室VC1，打开第二阀门V2通过第三开孔C3连续抽气，在第一真空室中形成动态平衡的稳定压力，读取第二真空计G2的压力P₁作为标准校准真空计。

S7、在动态流量法中，根据返流比α，P₃＝αP₂、进气的第一开孔和抽气的第三开孔的流导比

标准压力由

计算得到，其中P₁为步骤S6中所得。

S8、重复S6、S7的步骤，实现多量程校准。

S9、当第一真空室VC1中的压力小于设定的第四阈值5×10^-4Pa后。在分子流条件下，调节阀门V6，将真空室CV2中较高压力的气体通过第二开孔C2膨胀到第一真空室VC1，打开第二真空阀门V2通过第三开孔C3连续抽气，在第一真空室中形成动态平衡的稳定压力，读取G2的压力P₁作为标准校准真空计。

S10、在动态流量法中，根据返流比α，P₃＝αP₂、进气的第二开孔和抽气的第三开孔的流导比

标准压力由

计算得到，其中P₁为步骤S9中所得。

S11、重复S9、S10的步骤，实现多量程校准。

为了验证本发明的真空校准系统及方法可集成多种方法，实现校准范围宽、精度高的特点，现列举实施例进行说明。

实施例1、

用该系统校准一台皮拉尼真空计，范围是1×10⁵Pa～1×10^-1Pa。使用该系统的静态比对法和静态膨胀法对其进行校准。

1)采用静态比对法，具体如下：

S1、保持环境温度为23±2℃，将被校准的真空计安装在第一真空室VC1的赤道法兰上，依次打开机械泵RP、第三真空阀门V3对第一真空室VC1抽真空。

S2、在第一真空室VC1中的压力小于1×10⁰Pa后，关闭第三真空阀门V3。

S3、通过第七真空阀门V7及第五真空阀门V5将气瓶中的气体直接引入第一真空室VC1中，记录参考标准真空计读数为P1＝1.05×10⁴Pa时，被校准真空计读数P2＝1.2×10⁴Pa。因此，修正因子C＝P标准/P被校＝P1/P2＝0.875。

2)采用静态膨胀法，具体如下：

S1、保持环境温度为23±2℃，将被校准的真空计安装在第一真空室VC1的赤道法兰上，依次打开机械泵RP、第三真空阀门V3对第一真空室VC1抽真空。

S2、在第一真空室VC1中的压力小于阈值1×10²Pa后，关闭第三真空阀门V3。

S3、依次打开第一真空阀门V1、分子泵TMP和第二真空阀门V2对第一真空室VC1抽真空。

S4、在第一真空室VC1中的压力小于阈值1×10^-3Pa后，关闭真空阀门V2、V1。打开第十真空阀门V10，将第二真空室VC2抽真空，压力小于1×10⁰Pa后关闭第十真空阀门V10。

S5、通过第七真空阀门V7将气瓶中的气体直接引入第二真空室VC2中，观察第一真空计G1达到标准压力，关闭第七真空阀门V7结束进气。

S6、第二真空室VC2作为标准体积V₁′＝2.1L，记录第一真空计G1的压力值为P₀＝5.02Pa。打开真空阀门V5或V6，将第二真空室VC2可精确测量的较高压力气体膨胀到第一真空室VC1中。

S7、第一真空室VC1的体积为V₂′＝20.25L，通过计算公式(1)计算得到膨胀后的压力

实施例2、

用该系统校准一台电离真空计，范围是1×10^-1Pa～1×10^-5Pa。使用该系统的动态比对法和动态流量法对其进行校准。

1)采用动态比对法，具体如下：

S1、保持环境温度为23±2℃，将被校准的真空计安装在第一真空室VC1的赤道法兰上，依次打开机械泵RP、第三真空阀门V3对第一真空室VC1抽真空。

S2、在第一真空室VC1中的压力小于阈值1×10²Pa后，关闭第三真空阀门V3。

S3、依次打开第一真空阀门V1、分子泵TMP和第二真空阀门V2对第一真空室VC1抽真空。

S4、在第一真空室VC1中的压力小于阈值1×10^-6Pa后，关闭第一真空阀门V1。打开第十真空阀门V10，将第二真空室VC2抽真空，压力小于1×10⁰Pa后关闭第十真空阀门V10，打开第一真空阀门V1。

S5、通过第七真空阀门V7将气瓶中的气体直接引入第二真空室VC2中，观察第一真空计G1达到标准压力，关闭第七真空阀门V7结束进气。

S6、打开第五截止阀门V5，调节第八真空截止阀门V8，将第二真空室VC2中的气体通过第一开孔C1向第一真空室VC1引入一定量的气体，通过第一真空室下方的第三开孔C3对第一真空室VC1连续抽气，在第一真空室VC1形成动态稳定的气体压力，读取第三真空计G3压力值P1作为参考标准，与被校准真空计的压力值进行比较，实现动态比对校准。此时P1＝6.08×10^-3Pa，被校准真空计读数P2＝8.23×10^-3Pa。因此，修正因子C＝P标准/P被校＝P1/P2＝0.739。

2)采用动态流量法，具体如下：

S1、保持环境温度为23±2℃，将被校准的真空计安装在第一真空室VC1的赤道法兰上，依次打开机械泵RP、阀门V3对第一真空室VC1抽真空。

S2、在第一真空室VC1中的压力小于阈值1×10²Pa后，关闭第三真空阀门V3。

S3、依次打开阀门V1、分子泵TMP和阀门V2对第一真空室CV1抽真空。

S4、在第一真空室VC1中的压力小于阈值1×10^-7Pa后，关闭第一真空阀门V1。打开第十真空阀门V10，将第二真空室VC2抽真空，压力小于1×10⁰Pa后关闭第十真空阀门V10，打开第一真空阀门V1。

S5、通过第七真空阀门V7将气瓶中的气体直接引入第二真空室VC2中，观察第一真空计G1达到标准压力，关闭第七真空阀门V7结束进气。

S6、在分子流条件下，调节第五真空阀门V5，将第二真空室CV2中较高压力的的气体通过第一开孔C1膨胀到第一真空室VC1，打开第二真空阀门V2通过第三开孔C3连续抽气，在第一真空室中形成动态平衡的稳定压力，读取第二真空计G2的压力P₁＝1.16Pa作为标准校准真空计。

S7、在动态流量法中，根据返流比α＝0.14，进气的第一开孔孔和抽气的第三开孔的流导比

标准压力由

计算得到。

S8、重复S6、S7的步骤，实现多量程校准。

S9、当第一真空室CV1中的压力小于5×10^-4Pa后。在分子流条件下，调节第六真空阀门V6，将第二真空室CV2中较高压力的气体通过第二开孔C2膨胀到第一真空室CV1，打开第二真空阀门V2通过第三开孔C3连续抽气，在第一真空室中形成动态平衡的稳定压力，读取第二真空计G2的压力P₁作为标准校准真空计。

S10、在动态流量法中，根据返流比α，P₃＝αP₂、进气的第二开孔和抽气的第三开孔的流导比

标准压力由

计算得到。

S11、重复S9、S10的步骤，实现多量程校准。

综上，本发明是一种采用将静态比对法、静态膨胀法、动态比对法、动态流导法，四种校准方法相结合的复合型比较法真空校准系统及方法。该校准系统能够校准的真空计范围为1×10⁵Pa～5×10^-6Pa。复合型比较法真空校准系统从结构上采用模块化和集成化的设计，主要将传统的几种真空计量检测技术集成在一台设备上，能够节约设备成本，扩大校准范围。

需要说明的是，以上说明仅是本发明的优选实施方式，应当理解，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明技术构思的前提下还可以做出若干改变和改进，这些都包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合型比较法真空校准系统，其特征在于，包括：机械泵、分子泵、第一真空室、第二真空室、第一至第三真空计、第一至第十真空阀门、气瓶、第一至第三开孔；所述机械泵通过第一真空阀门与分子泵的抽气出口连接，所述分子泵的抽气入口通过第二真空阀门、第三开孔与第一真空室连接，且第一真空室通过相连接的第三开孔连接第三真空阀门的一端，第三真空阀门的另一端连接至机械泵；并且，所述第一真空室分别与第三真空计、第四真空阀门的一端连接；所述第四真空阀门的另一端连接至第二真空计；所述与第一真空室相连接的第一开孔通过第五真空阀门连接至第七真空阀门的一端，且与第一真空室相连接的第二开孔通过第六真空阀门连接至第七真空阀门的一端，及第七真空阀门的另一端与气瓶连接；所述第九真空阀门的一端连接第二真空计，且第九真空阀门的另一端连接第七真空阀门的一端；所述第八真空阀门的一端连接第七真空阀门的一端，且第八真空阀门的另一端连接至第二真空室，及第二真空室上连接第一真空计并且第二真空室通过第十真空阀门连接至机械泵。

2.根据权利要求1所述复合型比较法真空校准系统，其特征在于，所述第一真空计为皮拉尼真空计。

3.根据权利要求1所述复合型比较法真空校准系统，其特征在于，所述第二真空计为磁悬浮转子真空计。

4.根据权利要求1所述复合型比较法真空校准系统，其特征在于，所述第三真空计为电容薄膜真空计。

5.根据权利要求1所述复合型比较法真空校准系统，其特征在于，所述真空校准系统中集成有四种校准方法，即，静态比对法、静态膨胀法、动态比对法和动态流导法。

6.根据权利要求5所述复合型比较法真空校准系统，其特征在于，所述静态比对法采用电容薄膜真空计作为参考标准，在关闭第二真空阀门后，通过第七真空阀门及第五真空阀门，或者通过第七真空阀门及第六真空阀门直接进气，通过被校准真空计和参考标准同时测量第一真空室的压力，实现校准，实现的真空度校准的范围为1×10⁵Pa～1×10¹Pa；

所述静态膨胀法基于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第一真空室中，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，实现的真空度校准的范围为1×10¹Pa～1×10^-1Pa，

标准压力通过公式(1)计算：

式中：P₀、P为标准体积中初始压力和膨胀后的气体压力；V₁′、V₂′分别为标准体积和第一真空室的容积；

为体积比；

所述动态比对法通过调节第五真空阀向第一真空室中引入一定量的气体，同时通过第一真空室下方的流导元件对第一真空室连续抽气，在第一真空室形成动态稳定的气体压力，通过被校准真空计和参考标准同时测量第一真空室压力，进行比对从而实现校准，实现的真空度校准的范围为1×10^-1Pa～1×10^-4Pa；

所述动态流导法在分子流条件下采用第一开孔或第二开孔对较高压力的气体连续膨胀到第一真空室，通过第三开孔连续抽气，在第一真空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，动态流量法实现的真空度校准的范围为1×10^-4Pa～5×10^-6Pa，在动态流量法中，根据气体流量守恒定律可知：

C_1、2(P₁-P₂)＝C₃(P₂-P₃)……………………………………(2)

式中：P₁、P₂、P₃分别为第一开孔或第二开孔的入口、第一真空室、分子泵抽气口的压力；C_1，2为第一开孔或第二开孔的流导；C₃为限流抽气的第三开孔的流导，

由于校准过程中P₂＜＜P₁，且在满足分子流的条件下第三开孔两端压力的比值总是常数，定义为返流比α，P₃＝αP₂，因此式(2)可简化为：

7.一种基于权利要求1所述复合型比较法真空校准系统的校准方法，其特征在于，采用静态比对法对第一真空室的压力实现校准，包括以下步骤：

S1、保持环境温度，将被校准的真空计安装在第一真空室的赤道法兰上，依次打开机械泵、阀门第三真空阀门对第一真空室抽真空；

S2、在第一真空室的压力小于1×10⁰Pa后，关闭第三真空阀门；

S3、通过第七真空阀门，第五真空阀门或第六真空阀门将气瓶中的气体直接引入第一真空室中，通过被校准真空计和参考标准同时测量第一真空室的压力实现校准；

S4、重复步骤S3，实现多量程校准。

8.一种基于权利要求1所述复合型比较法真空校准系统的校准方法，其特征在于，采用静态膨胀法对第一真空室的压力实现校准，包括以下步骤：

S1、保持环境温度，将被校准的真空计安装在第一真空室的赤道法兰上，依次打开机械泵、第三真空阀门对第一真空室抽真空；

S2、在第一真空室中的压力小于1×10²Pa后，关闭第三阀门；

S3、依次打开第一真空阀门、分子泵和第二真空阀门对第一真空室抽真空；

S4、在第一真空室中的压力小于1×10^-3Pa后，关闭第一和第二真空阀门；打开第十真空阀门，将第二真空室抽真空，压力小于1×10⁰Pa后关闭第十真空阀门；

S5、通过打开第七真空阀门将气瓶中的气体直接引入第二真空室中，观察第一真空计达到标准压力，关闭第七真空阀门结束进气；

S6、将第二真空室作为标准体积V₁′，记录第一真空计的压力值为P₀；打开第五真空阀门或第六真空阀门，将第二真空室测量的压力气体膨胀到第一真空室中；

S7、记第一真空室的体积为V₂′，通过计算得到膨胀后的压力：

S8、重复S5至S7的步骤，实现多量程校准。

9.一种基于权利要求1所述复合型比较法真空校准系统的校准方法，其特征在于，采用动态比对法对第一真空室的压力实现校准，包括以下步骤：

S1、保持环境温度，将被校准的真空计安装在第一真空室的赤道法兰上，依次打开机械泵、第三真空阀门对第一真空室抽真空；

S2、在第一真空室中的压力小于1×10²Pa后，关闭第三真空阀门；

S3、依次打开第一真空阀门、分子泵和第二真空阀门对第一真空室抽真空；

S4、在第一真空室中的压力小于1×10^-6Pa后，关闭第一真空阀门；打开第十真空阀门，将第二真空室抽真空，压力小于1×10⁰Pa后关闭第十真空阀门，打开第一真空阀门；

S5、通过打开第七真空阀门将气瓶中的气体直接引入第二真空室中，观察第一真空计达到标准压力，关闭第七真空阀门结束进气；

S6、打开第五真空阀门，调节第八真空阀门，将第二真空室中的气体通过第一开孔向第一真空室引入一定量的气体，通过第一真空室相连接的第三开孔对第一真空室连续抽气，在第一真空室形成动态稳定的气体压力，读取第三真空计压力值作为参考标准，与被校准真空计的压力值进行比较，实现动态比对校准；

S7、重复S6的步骤，实现多量程校准。

10.一种基于权利要求1所述复合型比较法真空校准系统的校准方法，其特征在于，采用动态流量法对第一真空室的压力实现校准，包括以下步骤：

S1、保持环境温度，将被校准的真空计安装在第一真空室的赤道法兰上，依次打开机械泵、第三真空阀门对第一真空室抽真空；

S2、在第一真空室中的压力小于1×10²Pa后，关闭第三真空阀门；

S3、依次打开第一真空阀门、分子泵和第二真空阀门对第一真空室抽真空；

S4、在第一真空室中的压力小于1×10^-7Pa后，关闭第一真空阀门；打开第十真空阀门，将第二真空室抽真空，压力小于1×10⁰Pa后关闭第十真空阀门，打开第一真空阀门；

S5、通过打开第七真空阀门将气瓶中的气体直接引入第二真空室中，观察第一真空计达到标准压力，关闭第七真空阀门结束进气；

S6、在分子流条件下，调节第五真空阀门，将第二真空室中的气体通过第一开孔膨胀到第一真空室，打开第二真空阀门通过第三开孔连续抽气，在第一真空室中形成动态平衡的稳定压力，读取第二真空计的压力P₁作为标准校准真空计；

S7、在动态流量法中，根据返流比α，P₃＝αP₂、第一开孔和第三开孔的流导比

标准压力由

计算得到；

S8、重复S6、S7的步骤，实现多量程校准；

S9、当第一真空室中的压力小于5×10^-4Pa后，在分子流条件下，调节第六真空阀门，将第二真空室中的气体通过第二开孔膨胀到第一真空室，打开第二真空阀门通过第三开孔连续抽气，在第一真空室中形成动态平衡的稳定压力，读取第二真空计的压力P₁作为标准校准真空计；

S10、在动态流量法中，根据返流比α，P₃＝αP₂、第一开孔和第三开孔的流导比

标准压力由

计算得到；

S11、重复S9、S10的步骤，实现多量程校准。

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