[发明专利]一种多气体成分的真空漏孔流量测量装置及方法

权利要求书

1.一种多气体成分的真空漏孔流量测量装置，其特征在于，包括多路标准流量管路、压力计、质谱计(18)、测量室(20)、抽气机组(21)和被测气体进气阀门(22)；外围设备为被测真空漏孔(23)，被测真空漏孔流出的气体为由多气体成分组成的混合气体；

其中，标准流量管路包括依次串接的气瓶、微调阀、混合进气阀门、限流元件和出气阀门，各路标准流量管路的出气阀门并联后接测量室(20)；被测真空漏孔(23)通过被测气体进气阀门(22)与测量室(20)相连；

混合气体中各气体成分对应的各个单一气体，作为单一标准气体充装在各路标准流量管路的气瓶中；微调阀为连续压力调节阀门；

压力计用于测量各路标准流量管路中的微调阀与混合进气阀门之间的气体压力，以及测量室内的气体压力；质谱计用于测量测量室内气体的质谱图和离子流；抽气机组用于对测量室进行抽气。

2.如权利要求1所述的一种多气体成分的真空漏孔流量测量装置，其特征在于，利用绝压式压力计对各路标准流量管路中的微调阀与混合进气阀门之间的气体压力进行测量。

3.如权利要求1所述的一种多气体成分的真空漏孔流量测量装置，其特征在于，所述混合进气阀门、出气阀门以及被测气体进气阀门均为全金属超高真空阀。

4.如权利要求1所述的一种多气体成分的真空漏孔流量测量装置，其特征在于，所述限流元件为限流小孔、标准流量计或标准漏孔。

5.一种多气体成分的真空漏孔流量测量方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一权利要求所述的多气体成分的真空漏孔流量测量装置进行测量，包括如下步骤：

步骤1，初始时，所有阀门为关闭状态；开启抽气机组将测量室(20)抽至本底压力，关闭抽气机组，通过质谱计(18)测量得到装置本底对应的室内离子流I₀；

步骤2，打开被测气体进气阀门，由多气体成分组成的混合气体通过被测真空漏孔(23)流入测量室(20)内，通过质谱计(18)测量得到被测真空漏孔对应的室内离子流I_L，并得到混合气体质谱图；

步骤3，关闭被测气体进气阀门，再次开启抽气机组将测量室(20)抽至本底压力，关闭抽气机组；

步骤4，打开任意一路标准流量管路，对应气瓶中的气体流入标准流量管路，根据质谱计的读数调节该标准流量管路上的微调阀，使得质谱计(18)测得的质谱与步骤2得到的混合气体质谱图中对应气体的质谱一致，停止调节微调阀，记录此时标准流量管路上微调阀与混合进气阀门之间的气体压力P₁₁，以及测量室内的气体压力P₁₂；依据P₁₂与P₁₁的差值，以及该标准流量管路上限流元件的流导，得到该标准流量管路的标准气体流量；

步骤5，依次打开其他标准流量管路，对应气瓶中的气体依次流入标准流量管路；

其中，每打开一路标准流量管路，则根据质谱计的读数调节该标准流量管路上的微调阀，使得质谱计(18)测得的质谱与步骤2得到的混合气体质谱图中对应气体的质谱一致，停止调节微调阀，记录质谱一致时，标准流量管路上微调阀与混合进气阀门之间的气体压力以及测量室内的气体压力，测量室内的气体压力与前一次记录的测量室内的气体压力作差得到测量室压力差值，依据测量室压力差值与标准流量管路上微调阀与混合进气阀门之间的气体压力之差，以及该标准流量管路上限流元件的流导，得到该标准流量管路的标准气体流量；

各路标准流量管路的微调阀均调节完成后，质谱计(18)测得的质谱与步骤2得到的混合气体质谱图一致，记录此时质谱计测得的离子流，即混合的标准气体流量的离子流I_S；

各个标准流量管路的标准气体流量之和，即为流入测量室混合的标准气体流量Q_S；

步骤5，根据式(1)计算被测真空漏孔的流量Q_L：