[发明专利]用双真空规气路转换测量材料放气率的装置及方法

权利要求书

1.一种用双真空规气路转换测量材料放气率的装置，其特征在于：所述装置包括：第一机械泵（1）、第一分子泵（2）、第一真空阀门（3）、第二分子泵（4）、下游室（5）、第一小孔（6）、第一上游室（7）、第二上游室（8）、第二小孔（9）、第一真空规（10）、第二真空阀门（11）、第二真空规（12）、第三真空阀门（13）、第三真空规（14）、第四真空阀门（15）、第五真空阀门（16）、第六真空阀门（17）、第四真空规（18）、样品室（19）、样品（20）、第七真空阀门（21）、第三分子泵（22）、第二机械泵（23）；

第一机械泵（1）、第一分子泵（2）、第一真空阀门（3）、第二分子泵（4）、下游室（5）依次相连，下游室（5）通过第一小孔（6）与第一上游室（7）相连通，下游室（5）通过第二小孔（9）与第二上游室（8）相连通，第一真空规（10）与下游室（5）相连；下游室（5）与第二真空阀门（11）的一端相连，第二上游室（8）与第三真空阀门（13）的一端相连，第二真空阀门（11）的另一端和第三真空阀门（13）的另一端合成一路后与第二真空规（12）相连；第三真空规（14）通过第四真空阀门（15）与第二上游室（8）相连；第二上游室（8）与第五真空阀门（16）的一端相连，第一上游室（7）与第六真空阀门（17）的一端相连，第五真空阀门（16）的另一端和第六真空阀门（17）的另一端合成一路后与样品室（19）相连；样品（20）位于样品室（19）中第四真空规（18）、样品室（19）还通过第七真空阀门（21）与第三分子泵（22）、第二机械泵（23）依次相连；

所述第一小孔（6）和第二小孔（9）的流导值相同。

2.一种采用如权利要求1所述的用双真空规气路转换测量材料放气率的装置的测量方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

①在所有阀门处于关闭状态下，将样品（20）放入样品室（19）中，打开第七真空阀门（21），用第三分子泵（22）、第二机械泵（23）对样品室（19）抽真空，当第四真空规（18）监测到的样品室（19）中的极限真空度达到10^-6Pa时，关闭第七真空阀门（21）；

在样品室（19）抽真空的同时，打开第一真空阀门（3），用第一机械泵（1）、第一分子泵（2）、第二分子泵（4）对下游室（5）抽真空，使第一真空规（10）监测到的下游室（5）的极限真空度达到10^-9Pa；

②打开第五真空阀门（16）和第三真空阀门（13），用第二真空规（12）测量第二上游室（8）内的压力，其值记为P₁；

③打开第四真空阀门（15），用第三真空规（14）测量第二上游室（8）内的压力，其值记为P₂；

④关闭第三真空阀门（13），打开第二真空阀门（11），用第二真空规（12）测量下游室（5）内压力，其值记为P₁′，同时，用第三真空规（14）测量第二上游室（8）内的压力，其值记为P₂′；

所述装置的总放气量Q由下式（I）计算：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃+Q₄＝C(P₁-P₁′)    （I）

式中，Q₁：样品（20）本身的放气量，单位：Pam³s^-1；

Q₂：样品室（19）的放气量，单位：Pam³s^-1；

Q₃：第二上游室（8）的放气量，单位：Pam³s^-1；

Q₄：第二真空规（12）的放气量，单位：Pam³s^-1；

C：小孔流导值，单位：m³s^-1；

P₁：步骤②测得的第二上游室（8）内的压力，单位：Pa；

P₁′：步骤④测得的下游室（5）内的压力，单位：Pa；

第二真空规（12）的放气量Q₄由下式（II）计算：

Q₄＝C(P₂-P₂′)    （II）

式中，C：小孔流导值，单位：m³s^-1；

P₂：步骤③测得的第二上游室（8）内的压力，单位：Pa；

P₂′：步骤④测得的第二上游室（8）内的压力，单位：Pa；

⑤关闭第五真空阀门（16），取出样品（20）后，打开第七真空阀门（21），用第三分子泵（22）、第二机械泵（23）对样品室（19）抽真空，当第四真空规（18）监测到的样品室（19）中的极限真空度达到10^-6Pa时，关闭第七真空阀门（21）；

⑥关闭第四真空阀门（15）、第二真空阀门（11），打开第五真空阀门（16）、第三真空阀门（13），用第二真空规（12）测量第二上游室（8）内的压力，其值记为P₃，用第一真空规（10）测量下游室（5）内的压力，其值记为P₄；

样品室（19）中未放样品（20）时装置的总放气量Q′由下式（III）计算：

Q′＝C(P₃-P₄)    （III）

式中，C：小孔流导值，单位：m³s^-1；

P₃：步骤⑥测得的第二上游室（8）内的压力，单位：Pa；

P₄：步骤⑥测得的下游室（5）内的压力，单位：Pa；

⑦打开第六真空阀门（17），关闭第五真空阀门（16），第二真空规（12）测量第二上游室（8）内的压力，其值记为P₃′，用第一真空规（10）测量下游室（5）内的压力，其值记为P₄′；

由于步骤⑥和⑦两次测量时下游室的压力未发生改变，即P₄＝P₄′，所以样品室（19）的放气量Q₂由下式（IV）计算：

Q₂＝C(P₃-P₄)-C(P₃′-P₄′)＝C(P₃-P₃′)    （IV）

式中，C：小孔流导值，单位：m³s^-1；

P₃：步骤⑥测得的第二上游室（8）内的压力，单位：Pa；

P₄：步骤⑥测得的下游室（5）内的压力，单位：Pa；

P₃′：步骤⑦测得的第二上游室（8）内的压力，单位：Pa；

P₄′：步骤⑦测得的下游室（5）内的压力，单位：Pa；

则第二上游室（8）的放气量Q₃由下式（V）计算：

Q₃＝Q′-Q₂    （V）

最后，样品（20）本身的放气量Q₁如下式（VI）计算：

Q₁＝Q-Q₂-Q₃-Q₄    （VI）

则样品（20）的放气率如下式（VII）计算：

q=Q1S---(VII)]]>

式中，q：样品（20）的放气率，单位：Pam³s^-1cm^-2；

S：样品（20）的表面积，单位：cm²。