CN114018474A - 一种电容薄膜真空计封装前电容信号调测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电容薄膜真空计封装前电容信号调测装置，包括芯柱引线法兰、分离规、低压调测参考端腔室、待调测未封装真空计、第一复合规、第二复合规、第一机械泵、第一涡轮分子泵、第二机械泵、第二涡轮分子泵、高压调测稳压室、石英规、压力变送器、低压气源、高压气源、多个连接管道和多个截止阀；本发明装置利用低压调测系统、高压调测系统两个不同压力区域相配合实现不同规格量程电容薄膜真空计(13.3Pa～1.33×106Pa)传感器封装前电容信号的全量程调测；解决了现有电容薄膜真空计校准装置无法开展封装前传感器性能调测的问题，降低了电容薄膜真空计制造成本，提高了整机成品率。
Description
技术领域
本发明属于真空测量仪器及其计量测试的技术领域，具体涉及一种电容薄膜真空计封装前电容信号调测装置。
背景技术
电容薄膜真空计是一种利用弹性膜片在压差作用下产生位移，引起电极和膜片之间距离的变化，导致电容量发生改变，通过测量电容的变化，实现真空度测量的仪器。它具有测量准确度高、线性好、输出的重复性和长期稳定性好、能够测量气体和蒸汽的全压力，测量结果与气体成分和种类无关等诸多优点，在真空计量、微电子工业、表面处理、等离子体测量、航空航天、高能物理、可控热核聚变等领域得到广泛应用。
电容压力传感器是电容薄膜真空计的物理单元，其感压薄膜与固定电极间的电容输出参数是影响电容薄膜真空计整机性能的主要因素，电容薄膜真空计参考腔封装前，即感压薄膜与机架焊接后须对感压薄膜与固定电极之间的电容输出参数进行调测，从而确定传感器相关参数是否满足设计指标，只有满足设计指标的传感器方可进行后续参考腔的封装环节。然而，传统电容薄膜真空计是在完成传感器参考腔封装后才能进行整机的性能测试工作，参考腔封装须将整机放置于真空条件下高温长时间烘烤除气，同时还要完成吸气剂的激活等复杂工序，一旦整机测试性能达不到指标要求则导致整机报废，造成时间、人力、物力以及相关制造成本的巨大浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电容薄膜真空计封装前电容信号调测装置，能够实现电容薄膜真空计传感器参考腔封装前的电容信号调测。
实现本发明的技术方案如下：
一种电容薄膜真空计封装前电容信号调测装置，包括芯柱引线法兰、分离规、低压调测参考端腔室、待调测未封装真空计、第一复合规、第二复合规、第一机械泵、第一涡轮分子泵、第二机械泵、第二涡轮分子泵、高压调测稳压室、石英规、压力变送器、低压气源、高压气源、多个连接管道和多个截止阀；
待调测未封装真空计放置于低压调测参考端腔室内，通过截止阀与低压气源相连，并且通过截止阀与高压调测稳压室相连；第一机械泵和第一涡轮分子泵通过阀门与低压调测参考端腔室相连，用于对低压调测参考端腔室抽真空；低压气源向待调测未封装真空计提供已知标准压力气体，分离规用于低压调测参考端腔室真空度的监测；第一复合规用于低压调测参考端腔室抽气管路真空度的监测；芯柱引线法兰连接待调测未封装真空计从而获取待调测电容信号；第二机械泵和第二涡轮分子泵通过截止阀与高压调测稳压室相连，用于对高压调测稳压室抽真空；第二复合规用于高压调测稳压室抽气管路真空度的监测；压力变送器用于高压调测稳压室真空度的监测；石英规用于提供高压调测稳压室标准比对真空度；高压气源通过截止阀向高压调测稳压室充入高压标准气体。
进一步地，第一涡轮分子泵通过手动插板阀与低压调测参考端腔室相连。
进一步地，低压调测参考端腔室整体结构为立式上开盖结构。
进一步地，低压调测参考端腔室材料选用SUS304，内表面抛光处理。
进一步地，高压调测稳压室耐压不小于1.8Mpa。
有益效果：
(1)本发明实现了不同规格量程电容薄膜真空计传感器封装前从低压到高压间连续、高效率的跨多量级调测；亦可实现电容薄膜真空计传感器封装前低压、高压独立调测。
(2)本发明解决了现有电容薄膜真空计校准装置无法开展封装前传感器性能调测的问题，降低了电容薄膜真空计制造成本，提高了整机成品率。
附图说明
图1为本发明的装置原理图。
图中：1-低压气源，2，3，4，5，11，12，14，16，21，24，25-截止阀；6，10-芯柱引线法兰；7-分离规；8-低压调测参考端腔室；9-待调测未封装真空计；13-第一复合规，15-手动插板阀，17-第一机械泵，18，19-第一涡轮分子泵，20-高压调测稳压室，22-石英规，23-压力变送器，26-第二复合规，27-第二涡轮分子泵，28-第二机械泵，29-高压气源。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种电容薄膜真空计封装前电容信号调测装置，如图1所示，包括低压气源(1)，截止阀(2，3，4，5，11，12，14，16，21，24，25)，芯柱引线法兰(6，10)，分离规(7)，低压调测参考端腔室(8)，待调测未封装真空计(9)，第一复合规(13)，第二复合规(26)，手动插板阀(15)，第一机械泵(17)，第二机械泵(28)，第一涡轮分子泵(18，19)，涡轮分子泵(27)，高压调测稳压室(20)，石英规(22)，压力变送器(23)，高压气源(29)及相应的管道。
待调测未封装真空计(9)放置于参考端腔室(8)内，通过截止阀(2，4，5)与低压气源(1)相连，亦可通过截止阀(3，4，5)与高压调测稳压室(提供标准高压气体)相连；待调测未封装真空计(9)还可通过截止阀(11，12)直接与高压调测稳压室相连。
第一机械泵(17)和第一涡轮分子泵(18、19)通过阀门(15)与参考端腔室(8)相连，用于实现腔室8的抽真空；低压气源(1)通过阀门(2，4，5)向待调测未封装真空计(9)提供已知标准压力气体；分离规(7)用于参考端腔室(8)低真空度的监测；第一复合规(13)用于参考端腔室(8)抽气管路真空度的监测；芯柱引线法兰(6，10)用于连接待调测未封装真空计(9)从而获取待调测电容信号；第二机械泵(28)和第二涡轮分子泵(27)通过阀门(24)与高压调测稳压室(20)相连，用于实现稳压室(20)的抽真空；第二复合规(26)用于高压调测稳压室(20)抽气管路真空度的监测；压力变送器(23)用于高压调测稳压室(20)真空度的监测；石英规(22)用于提供高压调测稳压室(20)标准比对真空度；高压气源(29)由阀门(25)向高压调测稳压室(20)充入高压标准气体。
参考端腔室(8)整体结构为立式上开盖结构，材料选用SUS304，内表面抛光处理。真空腔室底部为平板法兰，与筒体焊接成形。腔室底法兰开有抽真空接口，用于连接抽真空系统。
高压调测稳压室(20)整体结构为卧式，其容器内体积为5L，设计耐压不小于1.8MPa。高压调测稳压室侧面接有多个阀门，分别用于连接电容薄膜规、石英规、进气管路、真空系统等。
本发明工作流程如下：
a.将待调测未封装真空计(9)放置于参考端腔室(8)内，通过截止阀(4，5)与低压气源(1)相连；
b.启动第一机械泵(17)，打开预抽阀(14)对参考端腔室(8)进行粗抽真空，打开截止阀(16)以及手动插板阀(15)，启动第一分子泵(18，19)对参考端腔室(8)进行抽真空；
c.启动分离规(7)对参考端腔室(8)真空度进行测量；
d.当分离规(7)显示参考端腔室(8)压力小于5×10-5Pa后，开始进行待调测未封装真空计(9)电容信号的调测；
e.如需开展未封装真空计(9)高于1000Pa前端压力的调测工作时，启动第二机械泵(28)，打开截止阀(24)对高压调测稳压室(20)进行粗抽真空，进而启动第二涡轮分子泵(27)对高压调测稳压室(20)进行抽真空；关闭截止阀(24)，打开截止阀(25)将标准高压气体通入高压调测稳压室(20)。
f.关闭截止阀(2)，打开截止阀(3)，进行待调测未封装真空计(9)高压力端工况下的电容信号调测。测量上限小于101000Pa(1个标准大气压)规格的待调测未封装真空计可接左侧阀门(V4、V5)开展纯低压力端或者低压力以及高压力端的过度调测，高压力端调测试时关闭截止阀(2)打开截止阀(3)。
g.测量下限大于1000Pa规格的待调测未封装真空计可接右侧阀门(V11，V12)开展纯高压力端的调测。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电容薄膜真空计封装前电容信号调测装置，其特征在于，包括芯柱引线法兰、分离规、低压调测参考端腔室、待调测未封装真空计、第一复合规、第二复合规、第一机械泵、第一涡轮分子泵、第二机械泵、第二涡轮分子泵、高压调测稳压室、石英规、压力变送器、低压气源、高压气源、多个连接管道和多个截止阀；
待调测未封装真空计放置于低压调测参考端腔室内，通过截止阀与低压气源相连，并且通过截止阀与高压调测稳压室相连；第一机械泵和第一涡轮分子泵通过阀门与低压调测参考端腔室相连，用于对低压调测参考端腔室抽真空；低压气源向待调测未封装真空计提供已知标准压力气体，分离规用于低压调测参考端腔室真空度的监测；第一复合规用于低压调测参考端腔室抽气管路真空度的监测；芯柱引线法兰连接待调测未封装真空计从而获取待调测电容信号；第二机械泵和第二涡轮分子泵通过截止阀与高压调测稳压室相连，用于对高压调测稳压室抽真空；第二复合规用于高压调测稳压室抽气管路真空度的监测；压力变送器用于高压调测稳压室真空度的监测；石英规用于提供高压调测稳压室标准比对真空度；高压气源通过截止阀向高压调测稳压室充入高压标准气体。
2.如权利要求1所述的一种电容薄膜真空计封装前电容信号调测装置，其特征在于，第一涡轮分子泵通过手动插板阀与低压调测参考端腔室相连。
3.如权利要求1所述的一种电容薄膜真空计封装前电容信号调测装置，其特征在于，低压调测参考端腔室整体结构为立式上开盖结构。
4.如权利要求1所述的一种电容薄膜真空计封装前电容信号调测装置，其特征在于，低压调测参考端腔室材料选用SUS304，内表面抛光处理。
5.如权利要求1所述的一种电容薄膜真空计封装前电容信号调测装置，其特征在于，高压调测稳压室耐压不小于1.8Mpa。
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