一種質譜計線性段測試方法
【專利摘要】本發明公開了一種質譜計線性段測試方法。使用本發明能夠有效確認質譜計的線性段，避免了其他各種因素對質譜計線性段測量的影響，降低了質譜計線性測量的不確定。本發明采用質譜計先后測量真空標準漏孔漏率對應的離子流和氣體微流量計標準流量對應的離子流，由于真空標準漏孔漏率和氣體微流量計標準流量已知，進而可以獲得流量與離子流的比值，利用質譜計線性段流量與離子流的比值一定的關系，將測量獲得的兩個流量與離子流的比值進行對比，獲得真空標準漏孔漏率與氣體微流量計標準流量之間偏離線性的偏差，進而根據該偏差確定這兩個流量是否在質譜計的線性范圍內。
【專利說明】一種質譜計線性段測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及真空測量【技術領域】，具體涉及一種質譜計線性段測試方法。
【背景技術】
[0002]在真空測量領域，通常采用質譜計測量真空漏孔漏率對應的離子流，利用質譜計離子流與流量之間的關系，大多數情況是利用質譜計線性段存在的離子流與流量之間的線性關系獲得真空漏孔漏率，從而實現真空漏孔的檢驗。由于質譜計的線性段受到很多因素的影響，如分壓力、全壓力、氣體成分以及設置參數等，因此，在進行真空漏孔檢驗時，首先需要確定質譜計的線性段，以提高檢驗的準確性。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種質譜計線性段測試方法，能夠有效確認質譜計的線性段，避免了其他各種因素對質譜計線性段測量的影響，降低了質譜計線性測量的不確定。
[0004]本發明的質譜計線性段測試方法，采用測試裝置進行測試，所述測試裝置包括氣體微流量計、真空閥門a、真空閥門b、真空標準漏孔、恒溫箱、質譜計、真空校準室、真空閥門c和抽氣系統；其中，真空標準漏孔放置于恒溫箱中，真空校準室一側與一個三通連接，三通的其他兩端分別經真空閥門b與真空標準漏孔連接、經真空閥門a與氣體微流量計連接，氣體微流量計和真空標準漏孔與三通之間的連接管路相對于質譜計對稱；質譜計與真空校準室連接，抽氣系統經真空閥門c與真空校準室連接；所有真空閥門初始狀態為關閉狀態；
[0005]測試方法如下:
[0006]步驟I，將真空標準漏孔置于恒溫箱中，恒溫24小時以上；
[0007]步驟2，啟動抽氣系統，打開真空閥門C，對真空校準室進行抽氣，當真空校準室達到質譜計正常工作的真空度后，啟動質譜計；
[0008]步驟3，當真空校準室達到本底壓力后，通過質譜計測量此時對應的本底離子流1 ；
[0009]步驟4，打開真空閥門b，真空標準漏孔中的氣體以漏率Qa經真空閥門b流至真空校準室中，當真空校準室中的壓力穩定后，通過質譜計測量真空標準漏孔漏率Qa對應的氣體離子流ISl ；
[0010]步驟5，關閉真空閥門b;
[0011]步驟6，當真空校準室達到本底壓力后，打開真空閥門a，氣體微流量計中的氣體以設定的標準流量Qfm經真空閥門a流至真空校準室中，當真空校準室中的壓力穩定后，通過質譜計測量氣體微流量計提供的標準流量Qfm對應的離子流Ifm ;
[0012]步驟7，根據Qfm、Ifm, Qsl, Isl, 10計算質譜計偏離線性的偏差D,,m — Q1-m Qsl_3] D------
1 FM "1 1SL ~J0
[0014]當D的絕對值處于設定的偏差范圍內，認為Qfm和Qsl處于質譜計的線性段范圍內；
[0015]步驟8，改變真空標準漏孔漏率或氣體微流量計標準流量，重復步驟3?步驟7，確定質譜計的線性段。
[0016]有益效果:
[0017](I)本發明通過直接測試離子流和流量的關系，能夠簡單、有效地測試出質譜計所測流量是否在其線性段內，確定質譜計的線性段，避免了各種因素對質譜計線性段的影響，降低了質譜計線性測量不確定。
[0018](2)在本發明測試裝置中，氣體微流量計和真空標準漏孔相對于質譜儀對稱安裝，可以避免管道不一致導致的測量誤差，提高測試精度。
[0019](3)在設計氣體微流量計和真空標準漏孔的流量時，可以通過設計兩者流量差值，一次性獲得質譜計的線性段，或者可以通過改變氣體微流量計或真空標準漏孔的流量，分段多次測量線性偏差，得到質譜計的線性段，測試方法簡單、靈活多變。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明測試質譜計線性的裝置示意圖。
[0021]其中，1-氣體微流量計，2_真空閥門a, 3_真空閥門b, 4_真空標準漏孔，5_恒溫箱，6-質譜計，7-真空校準室，8-真空閥門C，9-抽氣系統。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。
[0023]本發明提供了一種測試質譜計線性的方法，利用如圖1所示的測試裝置，采用質譜計先后測量真空標準漏孔漏率對應的離子流和氣體微流量計標準流量對應的離子流，由于真空標準漏孔漏率和氣體微流量計標準流量已知，進而可以獲得流量與離子流的比值，利用質譜計線性段流量與離子流的比值一定的關系，將測量獲得的兩個流量與離子流的比值進行對比，獲得真空標準漏孔漏率與氣體微流量計標準流量之間偏離線性的偏差，進而根據該偏差確定這兩個流量是否在質譜計的線性范圍內。
[0024]測試裝置包括氣體微流量計1、真空閥門a2、真空閥門b3、真空標準漏孔4、恒溫箱5、質譜計6、真空校準室7、真空閥門c8和抽氣系統9 ;其中，真空標準漏孔4放置于恒溫箱5中，真空校準室7 —側與一個三通連接，三通的其他兩端分別經真空閥門b3與真空標準漏孔4連接、經真空閥門a2與氣體微流量計I連接，氣體微流量計I和真空標準漏孔4與三通之間的連接管路相對于質譜計6對稱，其中，兩個管路的尺寸、長度、位置等相對于質譜計對稱，以避免因管道不一致導致的測量誤差；質譜計6與真空校準室7連接，抽氣系統9經真空閥門c8與真空校準室7連接；所有真空閥門初始狀態為關閉狀態。
[0025]測試方法如下:
[0026]步驟1，將真空標準漏孔4置于恒溫箱5中，恒溫24小時以上，使得真空標準漏孔4溫度恒定；
[0027]步驟2，啟動抽氣系統9，打開真空閥門c8，對真空校準室7進行抽氣，當真空校準室7達到質譜計6正常工作的真空度后，啟動質譜計6，穩定工作4小時以上；
[0028]步驟3，當真空校準室7達到本底壓力(I(T4Pa)后，通過質譜計6測量此時對應的本底尚子流I。，I。= 2.25 X 10 A ；
[0029]步驟4，打開真空閥門b3，真空標準漏孔4中的氣體以真空標準漏孔4提供的漏率Qsl (Qsl = 7.38X 10_9Pa.m3/s)經真空閥門b3流至真空校準室7中，當真空校準室7中的壓力穩定后，通過質譜計6測量真空標準漏孔4漏率Qa對應的氣體離子流Ia，Isl =
1.95X10,4;其中，可以通過經驗判斷真空校準室的壓力穩定時間，或者也可以通過監測質譜計讀數穩定等方式獲知壓力是否達到穩定。
[0030]步驟5，關閉真空閥門b3 ；
[0031]步驟6，當真空校準室7達到本底壓力后，打開真空閥門a2，氣體微流量計I中的氣體以設定的標準流量Qfm(Qfm = 7.96 X 10_9Pa *m3/s)經真空閥門a2流至真空校準室7中，當真空校準室7中的壓力穩定后，通過質譜計6測量氣體微流量計I提供的標準流量Qfm對應的尚子流 Ifm，Ifm = 2.06 X 10 A。
[0032]步驟7，理論上，當這兩個流量處于質譜計測量的線性范圍內時，有
「 η QlAl _ Qsl
[_ ^r-TTT
1FU 1O 1SL jO
[0034]考慮到工程偏差余量，定義質譜計偏離線性的偏差D為
「 I r\ _ Q1:m Qs1.
[0035]-廠 -V
I FM _ i Q 丄 SL _ 丄 Q
[0036]當D的絕對值處于設定的偏差范圍內，認為這兩個流量處于質譜計的線性段范圍內。
[0037]計算獲得D = 0.596，在偏差范圍10 %以內，認為7.38Χ KT9Pa.m3/s和7.96X 10_9Pa.m3/s處于質譜計線性段范圍內。
[0038]步驟8，改變真空標準漏孔漏率或氣體微流量計標準流量，重復步驟3?步驟7，獲得多個處于質譜計線性段的流量值，進一步逼近質譜計線性段的區間范圍，當D超出設定的偏差范圍則認為進入質譜計非線性段，從而可以獲得質譜計線性段最小和最大的流量，進而也就確定了質譜計的線性段范圍。
[0039]綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種質譜計線性段測試方法，其特征在于，采用測試裝置進行測試，所述測試裝置包括氣體微流量計(I)、真空閥門a(2)、真空閥門b(3)、真空標準漏孔(4)、恒溫箱(5)、質譜計(6)、真空校準室(7)、真空閥門c(8)和抽氣系統(9);其中，真空標準漏孔(4)放置于恒溫箱(5)中，真空校準室(7) —側與一個三通連接，三通的其他兩端分別經真空閥門b(3)與真空標準漏孔(4)連接、經真空閥門a(2)與氣體微流量計(I)連接，氣體微流量計(I)和真空標準漏孔(4)與三通之間的連接管路相對于質譜計(6)對稱；質譜計(6)與真空校準室(7)連接，抽氣系統(9)經真空閥門c (8)與真空校準室(7)連接；所有真空閥門初始狀態為關閉狀態； 測試方法如下: 步驟1，將真空標準漏孔⑷置于恒溫箱(5)中，恒溫24小時以上； 步驟2，啟動抽氣系統(9)，打開真空閥門c (8)，對真空校準室(7)進行抽氣，當真空校準室(7)達到質譜計(6)正常工作的真空度后，啟動質譜計(6)； 步驟3，當真空校準室(7)達到本底壓力后，通過質譜計(6)測量此時對應的本底離子流10 ; 步驟4，打開真空閥門b(3)，真空標準漏孔(4)中的氣體以漏率Qa經真空閥門b(3)流至真空校準室(7)中，當真空校準室(7)中的壓力穩定后，通過質譜計(6)測量真空標準漏孔⑷漏率Qa對應的氣體離子流Ia ; 步驟5，關閉真空閥門b(3)； 步驟6，當真空校準室(7)達到本底壓力后，打開真空閥門a(2)，氣體微流量計(I)中的氣體以設定的標準流量Qfm經真空閥門a(2)流至真空校準室(7)中，當真空校準室(7)中的壓力穩定后，通過質譜計(6)測量氣體微流量計(I)提供的標準流量Qfm對應的離子流T.丄FM , 步驟7，根據Qfm、Ifm, Qsl, Isl, 10計算質譜計偏離線性的偏差D D _ Q1-\i___Qsl
— 1-1 T -T
I FM -tO 丄 SL -tO 當D的絕對值處于設定的偏差范圍內，認為Qfm和Qa處于質譜計的線性段范圍內；步驟8，改變真空標準漏孔漏率或氣體微流量計標準流量，重復步驟3?步驟7，確定質譜計的線性段。
【文檔編號】G01M3/26GK104280199SQ201410465219
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】魏萬印, 成永軍, 李得天, 馬亞芳, 劉珈彤, 管保國, 李莉 申請人:蘭州空間技術物理研究所