一種質(zhì)譜計(jì)線性段測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種質(zhì)譜計(jì)線性段測試方法。使用本發(fā)明能夠有效確認(rèn)質(zhì)譜計(jì)的線性段，避免了其他各種因素對質(zhì)譜計(jì)線性段測量的影響，降低了質(zhì)譜計(jì)線性測量的不確定。本發(fā)明采用質(zhì)譜計(jì)先后測量真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率對應(yīng)的離子流和氣體微流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流量對應(yīng)的離子流，由于真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率和氣體微流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流量已知，進(jìn)而可以獲得流量與離子流的比值，利用質(zhì)譜計(jì)線性段流量與離子流的比值一定的關(guān)系，將測量獲得的兩個(gè)流量與離子流的比值進(jìn)行對比，獲得真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率與氣體微流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流量之間偏離線性的偏差，進(jìn)而根據(jù)該偏差確定這兩個(gè)流量是否在質(zhì)譜計(jì)的線性范圍內(nèi)。
【專利說明】一種質(zhì)譜計(jì)線性段測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及真空測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種質(zhì)譜計(jì)線性段測試方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在真空測量領(lǐng)域，通常采用質(zhì)譜計(jì)測量真空漏孔漏率對應(yīng)的離子流，利用質(zhì)譜計(jì)離子流與流量之間的關(guān)系，大多數(shù)情況是利用質(zhì)譜計(jì)線性段存在的離子流與流量之間的線性關(guān)系獲得真空漏孔漏率，從而實(shí)現(xiàn)真空漏孔的檢驗(yàn)。由于質(zhì)譜計(jì)的線性段受到很多因素的影響，如分壓力、全壓力、氣體成分以及設(shè)置參數(shù)等，因此，在進(jìn)行真空漏孔檢驗(yàn)時(shí)，首先需要確定質(zhì)譜計(jì)的線性段，以提高檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種質(zhì)譜計(jì)線性段測試方法，能夠有效確認(rèn)質(zhì)譜計(jì)的線性段，避免了其他各種因素對質(zhì)譜計(jì)線性段測量的影響，降低了質(zhì)譜計(jì)線性測量的不確定。
[0004]本發(fā)明的質(zhì)譜計(jì)線性段測試方法，采用測試裝置進(jìn)行測試，所述測試裝置包括氣體微流量計(jì)、真空閥門a、真空閥門b、真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔、恒溫箱、質(zhì)譜計(jì)、真空校準(zhǔn)室、真空閥門c和抽氣系統(tǒng)；其中，真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔放置于恒溫箱中，真空校準(zhǔn)室一側(cè)與一個(gè)三通連接，三通的其他兩端分別經(jīng)真空閥門b與真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔連接、經(jīng)真空閥門a與氣體微流量計(jì)連接，氣體微流量計(jì)和真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔與三通之間的連接管路相對于質(zhì)譜計(jì)對稱；質(zhì)譜計(jì)與真空校準(zhǔn)室連接，抽氣系統(tǒng)經(jīng)真空閥門c與真空校準(zhǔn)室連接；所有真空閥門初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)；
[0005]測試方法如下:
[0006]步驟I，將真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔置于恒溫箱中，恒溫24小時(shí)以上；
[0007]步驟2，啟動抽氣系統(tǒng)，打開真空閥門C，對真空校準(zhǔn)室進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空校準(zhǔn)室達(dá)到質(zhì)譜計(jì)正常工作的真空度后，啟動質(zhì)譜計(jì)；
[0008]步驟3，當(dāng)真空校準(zhǔn)室達(dá)到本底壓力后，通過質(zhì)譜計(jì)測量此時(shí)對應(yīng)的本底離子流1 ；
[0009]步驟4，打開真空閥門b，真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔中的氣體以漏率Qa經(jīng)真空閥門b流至真空校準(zhǔn)室中，當(dāng)真空校準(zhǔn)室中的壓力穩(wěn)定后，通過質(zhì)譜計(jì)測量真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率Qa對應(yīng)的氣體離子流ISl ；
[0010]步驟5，關(guān)閉真空閥門b;
[0011]步驟6，當(dāng)真空校準(zhǔn)室達(dá)到本底壓力后，打開真空閥門a，氣體微流量計(jì)中的氣體以設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)流量Qfm經(jīng)真空閥門a流至真空校準(zhǔn)室中，當(dāng)真空校準(zhǔn)室中的壓力穩(wěn)定后，通過質(zhì)譜計(jì)測量氣體微流量計(jì)提供的標(biāo)準(zhǔn)流量Qfm對應(yīng)的離子流Ifm ;
[0012]步驟7，根據(jù)Qfm、Ifm, Qsl, Isl, 10計(jì)算質(zhì)譜計(jì)偏離線性的偏差D,,m — Q1-m Qsl_3] D------
1 FM "1 1SL ~J0
[0014]當(dāng)D的絕對值處于設(shè)定的偏差范圍內(nèi)，認(rèn)為Qfm和Qsl處于質(zhì)譜計(jì)的線性段范圍內(nèi)；
[0015]步驟8，改變真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率或氣體微流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流量，重復(fù)步驟3?步驟7，確定質(zhì)譜計(jì)的線性段。
[0016]有益效果:
[0017](I)本發(fā)明通過直接測試離子流和流量的關(guān)系，能夠簡單、有效地測試出質(zhì)譜計(jì)所測流量是否在其線性段內(nèi)，確定質(zhì)譜計(jì)的線性段，避免了各種因素對質(zhì)譜計(jì)線性段的影響，降低了質(zhì)譜計(jì)線性測量不確定。
[0018](2)在本發(fā)明測試裝置中，氣體微流量計(jì)和真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔相對于質(zhì)譜儀對稱安裝，可以避免管道不一致導(dǎo)致的測量誤差，提高測試精度。
[0019](3)在設(shè)計(jì)氣體微流量計(jì)和真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔的流量時(shí)，可以通過設(shè)計(jì)兩者流量差值，一次性獲得質(zhì)譜計(jì)的線性段，或者可以通過改變氣體微流量計(jì)或真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔的流量，分段多次測量線性偏差，得到質(zhì)譜計(jì)的線性段，測試方法簡單、靈活多變。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明測試質(zhì)譜計(jì)線性的裝置示意圖。
[0021]其中，1-氣體微流量計(jì)，2_真空閥門a, 3_真空閥門b, 4_真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔，5_恒溫箱，6-質(zhì)譜計(jì)，7-真空校準(zhǔn)室，8-真空閥門C，9-抽氣系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]本發(fā)明提供了一種測試質(zhì)譜計(jì)線性的方法，利用如圖1所示的測試裝置，采用質(zhì)譜計(jì)先后測量真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率對應(yīng)的離子流和氣體微流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流量對應(yīng)的離子流，由于真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率和氣體微流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流量已知，進(jìn)而可以獲得流量與離子流的比值，利用質(zhì)譜計(jì)線性段流量與離子流的比值一定的關(guān)系，將測量獲得的兩個(gè)流量與離子流的比值進(jìn)行對比，獲得真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率與氣體微流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流量之間偏離線性的偏差，進(jìn)而根據(jù)該偏差確定這兩個(gè)流量是否在質(zhì)譜計(jì)的線性范圍內(nèi)。
[0024]測試裝置包括氣體微流量計(jì)1、真空閥門a2、真空閥門b3、真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔4、恒溫箱5、質(zhì)譜計(jì)6、真空校準(zhǔn)室7、真空閥門c8和抽氣系統(tǒng)9 ;其中，真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔4放置于恒溫箱5中，真空校準(zhǔn)室7 —側(cè)與一個(gè)三通連接，三通的其他兩端分別經(jīng)真空閥門b3與真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔4連接、經(jīng)真空閥門a2與氣體微流量計(jì)I連接，氣體微流量計(jì)I和真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔4與三通之間的連接管路相對于質(zhì)譜計(jì)6對稱，其中，兩個(gè)管路的尺寸、長度、位置等相對于質(zhì)譜計(jì)對稱，以避免因管道不一致導(dǎo)致的測量誤差；質(zhì)譜計(jì)6與真空校準(zhǔn)室7連接，抽氣系統(tǒng)9經(jīng)真空閥門c8與真空校準(zhǔn)室7連接；所有真空閥門初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)。
[0025]測試方法如下:
[0026]步驟1，將真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔4置于恒溫箱5中，恒溫24小時(shí)以上，使得真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔4溫度恒定；
[0027]步驟2，啟動抽氣系統(tǒng)9，打開真空閥門c8，對真空校準(zhǔn)室7進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空校準(zhǔn)室7達(dá)到質(zhì)譜計(jì)6正常工作的真空度后，啟動質(zhì)譜計(jì)6，穩(wěn)定工作4小時(shí)以上；
[0028]步驟3，當(dāng)真空校準(zhǔn)室7達(dá)到本底壓力(I(T4Pa)后，通過質(zhì)譜計(jì)6測量此時(shí)對應(yīng)的本底尚子流I。，I。= 2.25 X 10 A ；
[0029]步驟4，打開真空閥門b3，真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔4中的氣體以真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔4提供的漏率Qsl (Qsl = 7.38X 10_9Pa.m3/s)經(jīng)真空閥門b3流至真空校準(zhǔn)室7中，當(dāng)真空校準(zhǔn)室7中的壓力穩(wěn)定后，通過質(zhì)譜計(jì)6測量真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔4漏率Qa對應(yīng)的氣體離子流Ia，Isl =
1.95X10,4;其中，可以通過經(jīng)驗(yàn)判斷真空校準(zhǔn)室的壓力穩(wěn)定時(shí)間，或者也可以通過監(jiān)測質(zhì)譜計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定等方式獲知壓力是否達(dá)到穩(wěn)定。
[0030]步驟5，關(guān)閉真空閥門b3 ；
[0031]步驟6，當(dāng)真空校準(zhǔn)室7達(dá)到本底壓力后，打開真空閥門a2，氣體微流量計(jì)I中的氣體以設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)流量Qfm(Qfm = 7.96 X 10_9Pa *m3/s)經(jīng)真空閥門a2流至真空校準(zhǔn)室7中，當(dāng)真空校準(zhǔn)室7中的壓力穩(wěn)定后，通過質(zhì)譜計(jì)6測量氣體微流量計(jì)I提供的標(biāo)準(zhǔn)流量Qfm對應(yīng)的尚子流 Ifm，Ifm = 2.06 X 10 A。
[0032]步驟7，理論上，當(dāng)這兩個(gè)流量處于質(zhì)譜計(jì)測量的線性范圍內(nèi)時(shí)，有
「 η QlAl _ Qsl
[_ ^r-TTT
1FU 1O 1SL jO
[0034]考慮到工程偏差余量，定義質(zhì)譜計(jì)偏離線性的偏差D為
「 I r\ _ Q1:m Qs1.
[0035]-廠 -V

I FM _ i Q 丄 SL _ 丄 Q
[0036]當(dāng)D的絕對值處于設(shè)定的偏差范圍內(nèi)，認(rèn)為這兩個(gè)流量處于質(zhì)譜計(jì)的線性段范圍內(nèi)。
[0037]計(jì)算獲得D = 0.596，在偏差范圍10 %以內(nèi)，認(rèn)為7.38Χ KT9Pa.m3/s和7.96X 10_9Pa.m3/s處于質(zhì)譜計(jì)線性段范圍內(nèi)。
[0038]步驟8，改變真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率或氣體微流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流量，重復(fù)步驟3?步驟7，獲得多個(gè)處于質(zhì)譜計(jì)線性段的流量值，進(jìn)一步逼近質(zhì)譜計(jì)線性段的區(qū)間范圍，當(dāng)D超出設(shè)定的偏差范圍則認(rèn)為進(jìn)入質(zhì)譜計(jì)非線性段，從而可以獲得質(zhì)譜計(jì)線性段最小和最大的流量，進(jìn)而也就確定了質(zhì)譜計(jì)的線性段范圍。
[0039]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種質(zhì)譜計(jì)線性段測試方法，其特征在于，采用測試裝置進(jìn)行測試，所述測試裝置包括氣體微流量計(jì)(I)、真空閥門a(2)、真空閥門b(3)、真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔(4)、恒溫箱(5)、質(zhì)譜計(jì)(6)、真空校準(zhǔn)室(7)、真空閥門c(8)和抽氣系統(tǒng)(9);其中，真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔(4)放置于恒溫箱(5)中，真空校準(zhǔn)室(7) —側(cè)與一個(gè)三通連接，三通的其他兩端分別經(jīng)真空閥門b(3)與真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔(4)連接、經(jīng)真空閥門a(2)與氣體微流量計(jì)(I)連接，氣體微流量計(jì)(I)和真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔(4)與三通之間的連接管路相對于質(zhì)譜計(jì)(6)對稱；質(zhì)譜計(jì)(6)與真空校準(zhǔn)室(7)連接，抽氣系統(tǒng)(9)經(jīng)真空閥門c (8)與真空校準(zhǔn)室(7)連接；所有真空閥門初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)； 測試方法如下: 步驟1，將真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔⑷置于恒溫箱(5)中，恒溫24小時(shí)以上； 步驟2，啟動抽氣系統(tǒng)(9)，打開真空閥門c (8)，對真空校準(zhǔn)室(7)進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空校準(zhǔn)室(7)達(dá)到質(zhì)譜計(jì)(6)正常工作的真空度后，啟動質(zhì)譜計(jì)(6)； 步驟3，當(dāng)真空校準(zhǔn)室(7)達(dá)到本底壓力后，通過質(zhì)譜計(jì)(6)測量此時(shí)對應(yīng)的本底離子流10 ; 步驟4，打開真空閥門b(3)，真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔(4)中的氣體以漏率Qa經(jīng)真空閥門b(3)流至真空校準(zhǔn)室(7)中，當(dāng)真空校準(zhǔn)室(7)中的壓力穩(wěn)定后，通過質(zhì)譜計(jì)(6)測量真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔⑷漏率Qa對應(yīng)的氣體離子流Ia ; 步驟5，關(guān)閉真空閥門b(3)； 步驟6，當(dāng)真空校準(zhǔn)室(7)達(dá)到本底壓力后，打開真空閥門a(2)，氣體微流量計(jì)(I)中的氣體以設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)流量Qfm經(jīng)真空閥門a(2)流至真空校準(zhǔn)室(7)中，當(dāng)真空校準(zhǔn)室(7)中的壓力穩(wěn)定后，通過質(zhì)譜計(jì)(6)測量氣體微流量計(jì)(I)提供的標(biāo)準(zhǔn)流量Qfm對應(yīng)的離子流T.丄FM , 步驟7，根據(jù)Qfm、Ifm, Qsl, Isl, 10計(jì)算質(zhì)譜計(jì)偏離線性的偏差D D _ Q1-\i___Qsl
— 1-1 T -T
I FM -tO 丄 SL -tO 當(dāng)D的絕對值處于設(shè)定的偏差范圍內(nèi)，認(rèn)為Qfm和Qa處于質(zhì)譜計(jì)的線性段范圍內(nèi)；步驟8，改變真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率或氣體微流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流量，重復(fù)步驟3?步驟7，確定質(zhì)譜計(jì)的線性段。
【文檔編號】G01M3/26GK104280199SQ201410465219
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】魏萬印, 成永軍, 李得天, 馬亞芳, 劉珈彤, 管保國, 李莉 申請人:蘭州空間技術(shù)物理研究所