真空漏率校準(zhǔn)裝置可以對(duì)（10⁵ ~ 10^-4）Pa 范圍內(nèi)的各種真空計(jì)和（10^-7 ~ 10^-9）Pa·m³/s 的真空漏孔進(jìn)行校準(zhǔn)。該裝置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、量程寬、易操作和工作效率高。

　　真空計(jì)量學(xué)主要是隨著尖端科學(xué)和國(guó)防軍工的發(fā)展，從二十世紀(jì)五、六十年代開(kāi)始逐步發(fā)展起來(lái)的一門新的獨(dú)立學(xué)科。在真空校準(zhǔn)裝置方面，經(jīng)歷了開(kāi)創(chuàng)、成長(zhǎng)到發(fā)展階段，當(dāng)前的一個(gè)趨勢(shì)就是真空標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用化、金屬化、簡(jiǎn)便化。作為國(guó)防軍工二級(jí)真空計(jì)量站，我們現(xiàn)在每年校準(zhǔn)真空計(jì)400 余臺(tái)，真空漏孔幾十個(gè)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是國(guó)防科技的發(fā)展，為了提高工作效率，解決越來(lái)越多真空計(jì)及真空漏孔的校準(zhǔn)任務(wù)，更準(zhǔn)確的為我院科研生產(chǎn)服務(wù)，制了一套新的真空漏率校準(zhǔn)裝置。

　　1、裝置原理

　　該裝置采用了動(dòng)態(tài)比對(duì)法、靜態(tài)膨脹法和靜態(tài)比對(duì)法對(duì)（10⁵ ~ 10^-4）Pa 范圍內(nèi)的各種真空計(jì)，采用相對(duì)法對(duì)（10^-7 ~ 10^-9）Pa·m³/s 的真空漏孔進(jìn)行校準(zhǔn)，滿足了實(shí)際工作需要。裝置原理圖如圖1所示。

圖1 裝置原理圖

　　比對(duì)法校準(zhǔn)真空計(jì)：通過(guò)微調(diào)閥注入所需校準(zhǔn)氣體，當(dāng)校準(zhǔn)容器中所需真空度穩(wěn)定后，用主標(biāo)準(zhǔn)器和被校真空計(jì)同時(shí)測(cè)量校準(zhǔn)容器或真空系統(tǒng)中的同一真空度值，將測(cè)得真空度值直接進(jìn)行比較。

　　膨脹法校準(zhǔn)真空計(jì)：膨脹法是把低真空室當(dāng)作取樣室，把高真空室當(dāng)作膨脹室。它是將已知真空度的取樣氣體充入到小體積中，然后等溫膨脹到已知的大體積中，根據(jù)玻義耳定律算出標(biāo)準(zhǔn)真空度值，再與被校真空計(jì)進(jìn)行比較。

　　漏孔校準(zhǔn)：將被校真空漏孔直接與已知漏孔的參考漏孔進(jìn)行相對(duì)校準(zhǔn)，根據(jù)已知參考漏孔漏率計(jì)算出被校漏孔漏率。

　　2、裝置設(shè)計(jì)技術(shù)方案

　　裝置優(yōu)異的性能主要取決于合理的設(shè)計(jì)和選用精度高、性能可靠的主標(biāo)準(zhǔn)器。整套裝置由校準(zhǔn)室、主標(biāo)準(zhǔn)器、抽氣系統(tǒng)和電控系統(tǒng)四部分組成，采用全金屬超高真空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了加速校準(zhǔn)室容器表面的出氣，獲得良好的極限真空，在高真空校準(zhǔn)室上纏繞烘烤帶進(jìn)行烘烤出氣。

　　校準(zhǔn)室突破了通常只有一個(gè)校準(zhǔn)室的傳統(tǒng)，采用了一種新的設(shè)計(jì)方法，由高真空室和低真空室兩個(gè)不銹鋼球形結(jié)構(gòu)組成。每個(gè)球的內(nèi)徑350 mm，壁厚3 mm，球體內(nèi)外表面做電解拋光處理。雙球與單球結(jié)構(gòu)相比，其優(yōu)點(diǎn)是既可單獨(dú)進(jìn)行高真空計(jì)或低真空計(jì)的校準(zhǔn)，又可同時(shí)進(jìn)行高低真空計(jì)的校準(zhǔn)，提高了工作效率和減少因進(jìn)行低真空校準(zhǔn)對(duì)以后進(jìn)行高真空校準(zhǔn)的影響。此外，又利用雙球結(jié)構(gòu)，增加了靜態(tài)膨脹法的校準(zhǔn)，可自身對(duì)裝置上的高低標(biāo)準(zhǔn)真空計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　真空本身誤差就很大，為了使校準(zhǔn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，主標(biāo)準(zhǔn)器全部采用進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)。其中，低真空標(biāo)準(zhǔn)選用美國(guó)MKS 公司最精密級(jí)690A 型電容薄膜規(guī)，由量程133.3 kPa 和133.3 Pa 這兩個(gè)規(guī)組成裝置的低真空標(biāo)準(zhǔn)器。高真空標(biāo)準(zhǔn)選用美國(guó)GP 公司的370 型電離規(guī)。四極質(zhì)譜計(jì)選用德國(guó)INFICON 公司的Transpector 2 質(zhì)譜計(jì)。

　　真空抽氣系統(tǒng)由分子泵、機(jī)械泵、閘板閥和擋油阱組成。其中，分子泵選用北京中科科儀公司FF-160/620C 型分子泵。機(jī)械泵選用寧波愛(ài)科發(fā)公司GLD-N201 機(jī)械泵。閘板閥選用美國(guó)VAT公司的DN160CF 型閘板閥。

　　電控系統(tǒng)采用電腦采集和處理校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，電控系統(tǒng)內(nèi)安裝銘牌、系統(tǒng)控制面板、標(biāo)準(zhǔn)電容薄膜真空計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電離真空計(jì)、復(fù)合真空計(jì)、分子泵控制器和電器控制等電源。系統(tǒng)控制面板上有裝置系統(tǒng)圖，并顯示閥門開(kāi)閉情況。設(shè)備工作情況有指示燈顯示。真空技術(shù)網(wǎng)(http://m.mp99x.cn/)認(rèn)為合理的設(shè)計(jì)技術(shù)方案，高規(guī)格的配置，提高了我院的科研生產(chǎn)能力。

　　5、結(jié)論

　　該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、量程寬、易操作和工作效率高等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)性能測(cè)試， 可以對(duì)（10⁵ ~ 10^-4）Pa 范圍內(nèi)的各種真空計(jì)及（10^-7 ~ 10^-9）Pa·m³/s 的真空漏孔進(jìn)行校準(zhǔn)。如今已建標(biāo)完成，正式投入使用一年多，使用狀況良好，對(duì)我院的科研生產(chǎn)具有重要的保障作用。