[发明专利]一种工作用真空计校准装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工作用真空计校准装置及方法，特别是实现真空度在1×10^-4Pa～1×10^-1Pa范围内工作用真空计准确校准的装置及方法，属于测量领域。

背景技术

工作用真空计广泛应用于工业生产各个领域，其测量范围大多在1×10^-4Pa～1×10⁵Pa。工作用真空计的校准是真空计量领域的一个重要研究方向。文献“许红，张书令，唐景远。工作用热传导真空计的现场计量校准.第六届华东三省一市真空学术交流会，2009”介绍了目前工作用真空计校准时所采用的便携式真空校准系统。该系统配备了一台机械泵和一台分子泵，包含1Torr、10Torr、100Torr、1000Torr四个量程的2台薄膜真空计、真空容器、真空管道和阀门等，薄膜真空计精度分别为读数的±0.25％和±0.15％，极限真空可到10^-3Pa。

这种系统的不足之处是装置的极限真空度只能到10^-3Pa，无法实现1×10^-4Pa～1×10^-1Pa范围内工作用真空计的准确校准；配备的标准真空计精度低，使校准不确定度增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工作用真空计校准装置及方法，所述装置利用了体积为1L的标准容器和压力衰减比为1/1000的小孔，使标准容器中的压力经过小孔减小后再引入到校准室中，用高精度电容薄膜型真空计作为标准真空计，延伸了工作用真空计的校准下限，降低了测量不确定度，提高了校准精度，解决了真空度在1×10^-4Pa～1×10^-1Pa范围内工作用真空计的校准。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种工作用真空计校准装置，所述装置包括：供气系统、微调阀、标准真空计、标准容器、小孔、波纹管截止阀、校准室、工作用真空计、机械泵、隔断阀、分子泵、全金属插板阀；

供气系统、微调阀、标准容器、小孔、波纹管截止阀、校准室、工作用真空计依次相连，标准真空计与标准容器相连，机械泵与标准容器相连，分子泵通过全金属插板阀与校准室相连，隔断阀一端与机械泵相连，另一端与分子泵相连；

其中，供气系统为气瓶或气袋；微调阀为超高真空全金属微调阀；标准真空计为满量程为1Torr、测量准确度为满量程的0.05%的电容薄膜型真空计；标准容器的体积为1L，小孔的压力衰减系数为1/1000。

本发明所述的一种工作用真空计校准装置的校准方法，所述方法步骤如下：

①打开标准真空计，使标准真空计稳定24小时；

②保持微调阀、隔断阀、全金属插板阀为关闭状态，波纹管截止阀为打开状态，启动机械泵，对标准容器、小孔、校准室及其管路进行抽气，使真空度小于1Pa；

③打开隔断阀和全金属插板阀，启动分子泵，使分子泵正常工作，使校准室达到10^-6Pa的极限真空度，保持校准室的状态等待后续操作；

④打开微调阀，将供气系统中的气体通过标准容器、小孔引入到校准室中，当标准容器达到动态平衡，标准真空计读数稳定且达到所需的校准压力时，关闭微调阀；待校准室中气体压力达到动态平衡后，分别记录标准真空计的压力读数p₁和工作用真空计所显示的压力读数p₂；根据式（I）计算得到校准室的标准压力，

p＝r×p₁                （I）

式中，p为校准室的标准压力；r为小孔的压力衰减系数；

根据式（II）计算校准因子，

c=pp2---(II)]]>

式中，c为校准因子；

其中，步骤④中所述校准压力根据工作用真空计的测量范围确定；

优选重复步骤④，每次选取不同的校准压力，进行多次测量，再将每一次测量计算得到的校准因子取平均值。

有益效果