[发明专利]一种真空计快速动态真空校准方法

权利要求书

1.一种真空计动态真空校准方法，其特征在于，将采用静态膨胀法的真空校准装置中的上游室(5)和下游室(16)之间的真空阀门替换为超高真空插板阀(9)，形成动态真空校准装置；

该方法具体包括如下步骤：

步骤一、将被校真空计(7)连接至所述动态真空校准装置中的上游室(5)；根据被校真空计(7)响应时间确定是否安装以及安装何种流导参数的限流元件(4)；被校真空计(7)的响应时间越长，选用的限流元件(4)的流导越小；不安装限流元件时，能够获得最短建立时间的标准压力；

步骤二、通过抽气机组连续抽气上游室(5)、下游室(16)至所需本底压力；打开动态真空校准装置中的被校真空计(7)和各测量用真空计，进行稳定和调零；

步骤三、关闭超高真空插板阀(9)，向上游室(5)充入校准气体，直至达到初始压力p₁₀；p₁₀为被校真空计(7)动态校准范围的上限值；

步骤四、打开超高真空插板阀(9)，开始快速膨胀的动态真空校准过程，利用数据采集系统采集被校真空计(7)的示值以及上游室(5)和下游室(16)的真空度，当下游室(16)的真空度达到p₁₀·α时，完成校准，其中α为上游室(5)与下游室(16)的容积比；

步骤五、依据公式(1)计算动态真空校准标准压力p_std，绘制出p_std随时间t变化的动态真空校准标准压力曲线；

p_std＝p₁₀exp(-t/τ) (1)

式(1)中，τ为时间常数：

τ=V1C(t)---(2)]]>

式(2)中，V₁为上游室(5)容积；当连接有限流元件时，C(t)为t时刻相应流动状态下对应的超高真空插板阀(9)和限流元件(4)串联真空流导，当未连接限流元件时，C(t)为t时刻相应流动状态下对应的超高真空插板阀(9)的真空流导；该C(t)是预先通过试验获得的；

步骤六、将步骤四采集的被校真空计(7)的示值，按照时间t绘制到动态真空校准标准压力曲线中，得到被校真空计与标准压力之间的偏差，即校准结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，C(t)的获取方式为：

将快速膨胀过程中气体流动状态划分为多个阶段状态；

建立所述动态真空校准装置的仿真模型，通过仿真获得不同时间t的流导C；针对每个阶段状态利用符合这段特点的关系式建立C和t的关系模型；将各关系模型进行拟合形成拟合关系模型，即为C(t)。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，C(t)的获取方式为：

将快速膨胀过程中气体流动状态划分为多个状态阶段；

建立所述动态真空校准装置的仿真模型，通过仿真获得不同时间t的流导C；针对每个状态阶段，利用符合这段特点的关系式建立该状态阶段的C和t的关系模型；

使用时，利用上游室(5)的压力计算克努曾数K_n，利用克努曾数K_n判断当前所属的状态阶段，选用符合当前状态阶段的关系模型。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，将快速膨胀过程中气体流动状态划分为湍流、第一过渡流、黏滞流、第二过渡流和分子流共5种流动状态；其中，将湍流和第一过渡流态这一段连续流阶段作为第一个状态阶段，将黏滞流、第二过渡流和分子流这一段稀薄气体流阶段作为第二个状态阶段；

针对第一个状态阶段，采用纳维-斯托克斯方程获得C和t的关系模型；

针对第二个状态阶段，采用蒙特卡洛法获得C和t的关系模型。