[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种用双真空规气路转换测量材料放气率的装置及方法，属于测量领域。

背景技术

文献“一种可用于材料在低温环境下放气的测试系统，《真空》第44卷、2007年第3期、第75～77页”，中介绍了测量材料放气率的4种方法，分别是收集法、称重法、压力上升率法、气体流量法。其中，气体流量法也称为小孔流导法，比前三种方法的测量精度高，该方法通过用两支真空规测量小孔前后上下游室的压力，根据材料在真空下释放的气体在管道中的流量来计算放气率。

气体流量法（小孔流导法）的优点是测量方法简单，材料放气量与连续抽真空过程中真空室的压力动态变化一一对应，克服了压力上升率法中气体吸附的影响，是目前应用较为普遍，精度较高的一种测量方法。

这种方法的不足之处是真空规的吸放气和两支真空规的差异性等本底因素给材料放气率测量带来的误差无法消除，当材料本身的放气率很小时，测试系统的本底可能会将材料的放气掩盖，使得测量结果的不确定度较大，从而难以精确测量材料的放气率；同时，使真空材料放气率的测量下限难以延伸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用双真空规气路转换测量材料放气率的装置及方法，所述装置及方法使得真空材料放气率的测量精度高，不确定度小，且延伸了测量下限，测量范围宽。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种用双真空规气路转换测量材料放气率的装置，所述装置包括：第一机械泵、第一分子泵、第一真空阀门、第二分子泵、下游室、第一小孔、第一上游室、第二上游室、第二小孔、第一真空规、第二真空阀门、第二真空规、第三真空阀门、第三真空规、第四真空阀门、第五真空阀门、第六真空阀门、第四真空规、样品室、样品、第七真空阀门、第三分子泵、第二机械泵；

第一机械泵、第一分子泵、第一真空阀门、第二分子泵、下游室依次相连，下游室通过第一小孔与第一上游室相连通，下游室通过第二小孔与第二上游室相连通，第一真空规与下游室相连；下游室与第二真空阀门的一端相连，第二上游室与第三真空阀门的一端相连，第二真空阀门的另一端和第三真空阀门的另一端合成一路后与第二真空规相连；第三真空规通过第四真空阀门与第二上游室相连；第二上游室与第五真空阀门的一端相连，第一上游室与第六真空阀门的一端相连，第五真空阀门的另一端和第六真空阀门的另一端合成一路后与样品室相连；样品位于样品室中第四真空规、样品室还通过第七真空阀门与第三分子泵、第二机械泵依次相连；

所述第一小孔和第二小孔的流导值相同。

本发明所述的一种用双真空规气路转换测量材料放气率的装置的测量方法，所述方法步骤如下：

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

在样品室抽真空的同时，打开第一真空阀门，用第一机械泵、第一分子泵、第二分子泵对下游室抽真空，使第一真空规监测到的下游室的极限真空度达到10^-9Pa；

②打开第五真空阀门和第三真空阀门，用第二真空规测量第二上游室内的压力，其值记为P₁；

③打开第四真空阀门，用第三真空规测量第二上游室内的压力，其值记为P₂；

④关闭第三真空阀门，打开第二真空阀门，用第二真空规测量下游室内压力，其值记为P₁′，同时，用第三真空规测量第二上游室内的压力，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：样品本身的放气量，单位：Pam³s^-1；

Q₂：样品室的放气量，单位：Pam³s^-1；

Q₃：第二上游室的放气量，单位：Pam³s^-1；

Q₄：第二真空规的放气量，单位：Pam³s^-1；