分壓力質譜計校準安裝的不確定度綜合
分壓力質譜計校準安裝是國防科工委真空計量一級站的“九五”課題之一，用來質譜計的校準。該安裝運用靜態間接測量法和衰減壓力的分子流靜態進樣法對混合氣體的分壓力繼續測量，并在此根底上對證譜計的銳敏度、品質刻度等參數繼續校準，以保障質譜計測量的正確性。因為分壓力質譜綜合技能寬泛地用來航天、飛行、電子和核能等型號和工事鉆研使命中，因而該安裝的構建滿足了型號使命中對證譜計繼續校準的需要，確保了型號出品的品質。1安裝的組成和作業原理1.1安裝的組成
分壓力質譜計校準安裝作業原理簡圖如圖1所示，重要由供氣零碎、進樣零碎、校準室和抽氣零碎等多少全體組成。供氣零碎、進樣零碎共有相反的三路，圖中只畫出了其中一路。
抽氣零碎由電泵1，分子泵4，6，濺射離子泵,等組成。校準室由上球室14，下球室10，超高真空冷規13和磁浮旋子規15組成；進樣零碎由角閥16，小孔17，針閥20，穩壓室21，磁浮旋子規19組成；供氣零碎由電泵26，氣瓶27,電磁閥23，24，減壓閥25組成。校準安裝的詳盡狀況已參考真空技能網的輿論簡報，在此不復詳盡說明。1.2作業原理
該校準安裝的重要性能是對混合氣體的分壓力繼續測量，在分壓力正確測量的根底上對證譜計的銳敏度等參數繼續校準。以次重要說明分壓力測量步驟和質譜計銳敏度的校準步驟。
1.2.1分壓力測量步驟
該校準安裝重要采納了兩種步驟對分壓力繼續測量，每種步驟適宜于定然規模的分壓力測量。
1)靜態間接測量法
那末校準的壓力規模在于10-1~10-4Pa內，可用校準室所接的磁浮旋子規作為參考規范規間接測量分壓力。經過調節微調閥或改觀穩壓室中的壓力可達成掌握校準室中壓力的目標。
當運用磁浮旋子規測量繁多氣體的壓力時，壓力p抒發式為
(1)
式中：K為與旋子和熱度無關的常數；σ為某一氣體的切向動量傳送系數；M為某一氣體的分子量；(-·ω/ω)為旋子轉速的絕對衰減率。用式(1)使不得間接測量分壓力，但通過綜合，經過適當的轉換，能夠兌現分壓力的測量。關于磁浮旋子規，式(1)成立的條件是在分子流狀態下，即氣體分子之間無碰撞，那樣在混合氣體條件下，每種氣體成份與旋子產生碰撞導致的旋子轉速衰減率是彼此金雞獨立的。因而，在混合氣體條件下，能夠對每種氣體成份導致的旋子轉速的絕對衰減率繼續線性迭加，只有讓磁浮旋子規的測量輸入為(-·ω/ω)，就可不便地失去混合氣體中氣體成份的分壓力，步驟如次：
a.用第1路進氣零碎在校準室中構建定然的靜態失調壓力，用校準室上的磁浮旋子規測出該氣體導致的旋子衰減率(-·ω/ω)1。
b.用第2路進氣零碎在校準室中構建第2種氣體的某一靜態失調壓力，那時校準室中為兩種氣體的混合物，因而磁浮旋子規測出的旋子衰減率為兩種氣體作用所產生的(-·ω/ω)1+2，那樣第2種氣體所產生的旋子衰減率應為
(-·ω/ω)2=(-·ω/ω)1+2-(-·ω/ω)1
c.同樣可失去第3種氣體所產生的旋子衰減率為
(-·ω/ω)3=(-·ω/ω)1+2+3-(-·ω/ω)1+2
d.測出了每種氣體所產生的旋子衰減率，就可由公式(1)失去每種氣體的分壓力。設第1，2，3種氣體的分壓力別離為p1，p2，p3。
2)衰減壓力的分子流靜態進樣法
那末校準壓力在10-4~10-6Pa規模內，可采納衰減壓力的分子流靜態進樣法用上流室上所接的磁浮旋子規19測量。即開放超高真空角閥16，調節微調閥或穩壓室中的壓力，使上流室中的壓力在于10-4~10-1Pa規模內，利用磁浮旋子規19的測量值，并通過劃算失去校準室中的壓力。
若上流室中的壓力為p1，限流小孔17的分子流流導為C1，限流小孔12的分子流流導為C2，當氣體達成靜態失調后，校準室中的壓力p2為
p2=p1×C1/C2(2)
在分子流條件下，對某一種氣體，C1和C2一成不變,只管C1和C2與氣體的品種無關，但流導比R=C1/C2的值與氣體的品種無干。因而，在分子流條件下，R為常數，只有以任何一種氣體正確測定了R，就能夠利用式(2)劃算校準室中的壓力。
依據式(2)，在分子流條件下，有R=C1/C2=p2/p1。因而，無須別離測定C1和C2，只有正確測定p2和p1即可確定R。在該校準安裝中,取舍限流小孔，使R的值瀕臨10-3，那時可利用上流室上的磁浮旋子規19和校準室上的磁浮旋子規15正確測定R。調節氣體量，使上流室中的壓力為10-1Pa，則校準室中的壓力為10-4Pa，均在磁浮旋子規的準確測量規模內。用Ar、N2和He等氣體理論測定R，通過屢次重復測定，證實R的反復性優于1%。
|
