CN115200793A - 一种真空氦漏孔校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空氦漏孔校准方法，S1、先将(10‑10～10‑5)Pa﹒m3/s范围内不同数量级漏率的6N(N≥4)支标准漏孔接入氦质谱检漏仪，每个数量级上分布N支标准漏孔，且标准漏孔漏率值分别在各数量级上均匀分布；获取各标准漏孔对应的氦质谱检漏仪的示值；S2、以氦质谱检漏仪示值x为横坐标，标准漏孔漏率值y为纵坐标，绘制出漏率拟合曲线，得到拟合公式y＝axb，完成氦质谱检漏仪在(10‑10～10‑5)Pa﹒m3/s量程范围内的校准；S3、然后将被校真空氦漏孔接入氦质谱检漏仪，将氦质谱检漏仪示值带入拟合公式得到被校漏孔漏率实际值，完成真空氦漏孔的校准。

Description

一种真空氦漏孔校准方法
技术领域
本发明涉及一种真空氦漏孔校准方法，属于计量校准技术领域。
背景技术
真空氦漏孔校准方法分为流量计法，定量气体法和相对比较法，其中相对比较法操作最为方便。相对比较法为选择与被校漏孔漏率值在同一数量级的标准漏孔，将两只漏孔同时安装于检漏仪上，利用检漏仪将标准漏孔的漏率值与被校漏孔的漏率值进行比较，从而得出被校真空氦漏孔的漏率值。若标准漏孔漏率的检漏仪示值为Q标准漏孔示值，被校漏孔漏率的检漏仪示值为Q被校漏孔示值，标准漏孔漏率值为Q标准漏孔漏率值，则被校真空氦漏孔的实际漏率值为：
Figure BDA0003748612270000011
采用一只标准漏孔对被检测漏孔进行漏率值的校准，则被校漏率值的准确性与检漏仪的线性直接相关，而真实状态下被校漏孔的漏率值与检漏仪的示值并非直接的线性相关，而是存在一个曲线，所以该方法仅在被校漏孔和标准漏孔漏率值接近时最可靠，因此每次对不同量级漏率的漏孔进行校准时都要选择合适的标准漏孔，操作起来较麻烦，且测量误差较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种真空氦漏孔校准方法，用于解决现有技术中采用相对比较法进行漏孔漏率校准时，每次需要对不同量级漏率的漏孔进行校准时都要选择合适的标准漏孔，操作起来较麻烦，且测量误差较大的技术问题。
本发明采取以下技术方案：
一种真空氦漏孔校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、先将(10-10～10-5)Pa﹒m3/s范围内不同数量级漏率的6N(N≥4)支标准漏孔接入氦质谱检漏仪，每个数量级上分布N支标准漏孔，且标准漏孔漏率值分别在各数量级上均匀分布；获取各标准漏孔对应的氦质谱检漏仪的示值；
S2、以氦质谱检漏仪示值x为横坐标，标准漏孔漏率值y为纵坐标，绘制出漏率拟合曲线，得到拟合公式y＝axb，完成氦质谱检漏仪在(10-10～10-5)Pa﹒m3/s量程范围内的校准；其中a、b为常数；
S3、然后将被校真空氦漏孔接入氦质谱检漏仪，将氦质谱检漏仪示值带入所述拟合公式得到被校漏孔漏率实际值，完成真空氦漏孔的校准。
优选的，步骤S1之前的准备工作：实验室温度为(23±5)℃，真空氦漏孔与氦质谱检漏仪处在同一环境下不低于24小时，校准过程中温度变化不超过±1℃；氦质谱检漏仪启动后根据说明书先预热设定时间，氦质谱检漏仪在使用前先通过内置漏孔或者外置漏孔对仪器进行自校。
优选的，步骤S1中：
A、N取值为4，(10-10～10-5)Pa﹒m3/s每个数量级各准备4支标准漏孔，共24支漏孔，漏孔漏率值在各数量级满量程0.1、0.3、0.6、0.9倍附近的点上；按照漏率值由小到大的顺序，先将10-10Pa﹒m3/s数量级的四支漏孔安装在氦质谱检漏仪四个对应位置(6、7、8、9)上；
B、关闭四个对应位置的阀门(2、3、4、5)，启动氦质谱检漏仪，测量氦质谱检漏仪的本底值，氦质谱检漏仪的本底值须小于1×10-12Pa﹒m3/s；
C、待氦质谱检漏仪本底值小于1×10-12Pa﹒m3/s时，打开第一阀门(2)，等氦质谱检漏仪显示值稳定时，记录氦质谱检漏仪显示值Q1；
D、关闭第一阀门(2)，观察氦质谱检漏仪的本底值，待氦质谱检漏仪本底值小于1×10-12Pa﹒m3/s时，打开第二阀门(3)，等氦质谱检漏仪显示值稳定时，记录氦质谱检漏仪显示值Q2；重复此步骤D，记录其余两只漏孔的氦质谱检漏仪的示值Q3和Q4；
E、按漏率值从小到大的顺序，依次接入(10-9～10-5)Pa﹒m3/s各数量级的四支漏孔，重复步骤B、C、D，记录氦质谱检漏仪的示值Q5-Q24。
进一步的，步骤S2中：
F、以氦质谱检漏仪示值Q1-Q24为横坐标，标准漏孔漏率值为纵坐标绘制拟合曲线，得到拟合公式y＝axb。
更进一步的，步骤S3中：
G、将被校漏孔接入检漏仪，关闭漏孔安装位置对应的阀门，观察氦质谱检漏仪的本底值，待氦质谱检漏仪本底值小于1×10-12Pa﹒m3/s时，打开阀门，等氦质谱检漏仪显示值稳定时，记录氦质谱检漏仪显示值Q检漏仪示值；
H、将氦质谱检漏仪显示值Q检漏仪示值带入拟合公式，得到被校漏孔的实际值为
Figure BDA0003748612270000031
本发明的有益效果在于：
1)该方法可完成(10-10～10-5)Pa﹒m3/s漏率范围内真空氦漏孔的校准，有效减少了检漏仪的非线性带来的误差，提高了校准数据的准确度。
2)该方法可一次性完成氦质谱检漏仪校准曲线的绘制，对不同数量级漏孔进行校准时不用重复接入合适的标准漏孔进行比较，测量方法简单，效率高，且测量误差也较小。
附图说明
图1是本发明真空氦漏孔校准方法的检测时的接入示意图。
图中，1.氦质谱检漏仪；2/3/4/5对应四个手阀；6/7/8/9分别对应四个真空氦漏孔安装位置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1，本方法先将(10-10～10-5)Pa﹒m3/s范围内不同数量级漏率的24支标准漏孔接入氦质谱检漏仪，标准漏孔漏率值在各数量级满量程0.1、0.3、0.6、0.9倍附近的点上。以氦质谱检漏仪示值为横坐标，标准漏孔漏率值为纵坐标，绘制出漏率拟合曲线，得到拟合公式y＝axb，完成氦质谱检漏仪在(10-10～10-5)Pa﹒m3/s量程范围内的校准。然后将被校真空氦漏孔接入氦质谱检漏仪，将氦质谱检漏仪示值带入拟合公式得到被校漏孔漏率实际值，完成真空氦漏孔的校准。
具体操作步骤：
1、实验室温度为(23±5)℃，真空氦漏孔与氦质谱检漏仪处在同一环境下不低于24小时，校准过程中温度变化不超过±1℃。氦质谱检漏仪启动后根据说明书一般需先预热半小时，由于氦质谱检漏仪都带有内置漏孔或者外置漏孔进行自校，所以氦质谱检漏仪在使用前需先通过内置漏孔或者外置漏孔对仪器进行自校。
2、(10-10～10-5)Pa﹒m3/s每个数量级各准备4支标准漏孔，共24支漏孔，漏孔漏率值在各数量级满量程0.1、0.3、0.6、0.9倍附近的点上。按照漏率值由小到大的顺序，先将10- 10Pa﹒m3/s数量级的四支漏孔安装在氦质谱检漏仪6、7、8、9位置上。
3、关闭阀门2、3、4、5，启动氦质谱检漏仪，测量氦质谱检漏仪的本底值，氦质谱检漏仪的本底值须小于1×10-12Pa﹒m3/s。
4、待氦质谱检漏仪本底值小于1×10-12Pa﹒m3/s时，打开阀门2，等氦质谱检漏仪显示值稳定时，记录氦质谱检漏仪显示值Q1。
5、关闭阀门2，观察氦质谱检漏仪的本底值，待氦质谱检漏仪本底值小于1×10- 12Pa﹒m3/s时，打开阀门3，等氦质谱检漏仪显示值稳定时，记录氦质谱检漏仪显示值Q2。重复此步骤，记录其余两只漏孔的氦质谱检漏仪的示值Q3和Q4；
6、按漏率值从小到大的顺序，依次接入(10-9～10-5)Pa﹒m3/s各数量级的四支漏孔，重复步骤3、4、5，记录氦质谱检漏仪的示值Q5-Q24。
7、以氦质谱检漏仪示值Q1-Q24为横坐标，标准漏孔漏率值为纵坐标绘制拟合曲线，得到拟合公式y＝axb。
8、将被校漏孔接入检漏仪，关闭漏孔安装位置对应的阀门，观察氦质谱检漏仪的本底值，待氦质谱检漏仪本底值小于1×10-12Pa﹒m3/s时，打开阀门，等氦质谱检漏仪显示值稳定时，记录氦质谱检漏仪显示值Q检漏仪示值。
9、将氦质谱检漏仪显示值Q检漏仪示值带入拟合公式，得到被校漏孔的实际值为
Figure BDA0003748612270000061
其中，a和b是常数。
该方法可完成(10-10～10-5)Pa﹒m3/s漏率范围内真空氦漏孔的校准，有效减少了检漏仪的非线性带来的误差，提高了校准数据的准确度。同时该方法可一次性完成氦质谱检漏仪校准曲线的绘制，对不同数量级漏孔进行校准时不用重复接入标准漏孔进行比较，测量方法简单，效率高。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种真空氦漏孔校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、先将(10-10～10-5)Pa﹒m3/s范围内不同数量级漏率的6N(N≥4)支标准漏孔接入氦质谱检漏仪，每个数量级上分布N支标准漏孔，且标准漏孔漏率值分别在各数量级上均匀分布；获取各标准漏孔对应的氦质谱检漏仪的示值；
S2、以氦质谱检漏仪示值x为横坐标，标准漏孔漏率值y为纵坐标，绘制出漏率拟合曲线，得到拟合公式y＝axb，完成氦质谱检漏仪在(10-10～10-5)Pa﹒m3/s量程范围内的校准；其中a、b为常数；
S3、然后将被校真空氦漏孔接入氦质谱检漏仪，将氦质谱检漏仪示值带入所述拟合公式得到被校漏孔漏率实际值，完成真空氦漏孔的校准。
2.如权利要求1所述的真空氦漏孔校准方法，其特征在于：步骤S1之前的准备工作：实验室温度为(23±5)℃，真空氦漏孔与氦质谱检漏仪处在同一环境下不低于24小时，校准过程中温度变化不超过±1℃；氦质谱检漏仪启动后根据说明书先预热设定时间，氦质谱检漏仪在使用前先通过内置漏孔或者外置漏孔对仪器进行自校。
3.如权利要求1所述的真空氦漏孔校准方法，其特征在于：
步骤S1中：
A、N取值为4，(10-10～10-5)Pa﹒m3/s每个数量级各准备4支标准漏孔，共24支漏孔，漏孔漏率值在各数量级满量程0.1、0.3、0.6、0.9倍附近的点上；按照漏率值由小到大的顺序，先将10-10Pa﹒m3/s数量级的四支漏孔安装在氦质谱检漏仪四个对应位置(6、7、8、9)上；
B、关闭四个对应位置的阀门(2、3、4、5)，启动氦质谱检漏仪，测量氦质谱检漏仪的本底值，氦质谱检漏仪的本底值须小于1×10-12Pa﹒m3/s；
C、待氦质谱检漏仪本底值小于1×10-12Pa﹒m3/s时，打开第一阀门(2)，等氦质谱检漏仪显示值稳定时，记录氦质谱检漏仪显示值Q1；
D、关闭第一阀门(2)，观察氦质谱检漏仪的本底值，待氦质谱检漏仪本底值小于1×10-12Pa﹒m3/s时，打开第二阀门(3)，等氦质谱检漏仪显示值稳定时，记录氦质谱检漏仪显示值Q2；重复此步骤D，记录其余两只漏孔的氦质谱检漏仪的示值Q3和Q4；
E、按漏率值从小到大的顺序，依次接入(10-9～10-5)Pa﹒m3/s各数量级的四支漏孔，重复步骤B、C、D，记录氦质谱检漏仪的示值Q5-Q24。
4.如权利要求3所述的真空氦漏孔校准方法，其特征在于：
步骤S2中：
F、以氦质谱检漏仪示值Q1-Q24为横坐标，标准漏孔漏率值为纵坐标绘制拟合曲线，得到拟合公式y＝axb。
5.如权利要求3所述的真空氦漏孔校准方法，其特征在于：
步骤S3中：
G、将被校漏孔接入检漏仪，关闭漏孔安装位置对应的阀门，观察氦质谱检漏仪的本底值，待氦质谱检漏仪本底值小于1×10-12Pa﹒m3/s时，打开阀门，等氦质谱检漏仪显示值稳定时，记录氦质谱检漏仪显示值Q检漏仪示值；
H、将氦质谱检漏仪显示值Q检漏仪示值带入拟合公式，得到被校漏孔的实际值为
Figure FDA0003748612260000021
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