比较法校准氦真空参考漏孔漏率及合成不确定度评定

2012-10-30 闫荣鑫 北京卫星环境工程研究所

　　直接比对法是氦质谱检漏仪在稳定工作和引入气体相同条件下，将参考漏孔流出的氦气和标准漏孔提供的已知流量的氦气分别引入校准室中，用氦质谱检漏仪分别测量氦气产生的离子流，通过比较两次离子流的测量值计算出参考漏孔漏率的一种校准方法。这种校准范围为1×10- 7 Pa·m3/s~1×10- 10 Pa·m3/s。对同一参考漏孔，采用同样的校准测量，可以采用高斯分布统计的方法获得校准不确定度，其他不确定度分量由氦质谱检漏仪组成的校准装置决定，其合成相对不确定度可达到10%。

　　氦真空参考漏孔漏率是密封性能检测最基本、最广泛、灵敏度最高的氦质谱检漏法的标准比对器具，其量值快速、准确地现场校准和比对，对产品密封测试至关重要。目前对其校准有两类方法，一类是在实验室条件下的直接校准定容法和恒压法，另一类是既能在实验室条件也可在现场使用条件下进行校准的直接比对法。

原理与程序

　　直接比对法氦真空参考漏孔漏率校准原理如图1 所示，当氦质谱检漏仪工作在稳定状态时，用已完成校准的漏率已知的高精度标准漏孔，在检漏仪上输出稳定的信号，同样未知的被校验的参考漏孔也产生稳定的信号输出，利用氦质谱检漏仪输出信号和漏孔氦漏率的线性关系，确定出参考漏孔的漏率。

比较法校准氦真空参考漏孔漏率示意图

　　图1 比较法校准氦真空参考漏孔漏率示意图

校准程序

校准程序如下：

　　(a) 将待校参考标准漏孔1 连接到氦质谱检漏仪的校准装置上;

　　(b) 打开漏孔阀门2、3，利用氦质谱检漏仪对参考漏孔和标准漏孔抽真空，使校准室压力小于1×10- 3Pa;

　　(c) 分别打开标准漏孔阀门3，逐一测出不同量级漏率的标准漏孔对应的反应值，关闭标准漏孔阀门3，打开要校准的参考漏孔，测得另一反应值，选择两反应值尽可能相近或同一数量级的标准漏孔作为比对的标准漏孔;

　　(d) 打开待校准的参考漏孔的阀门2，待校参考漏孔流入校准室中的氦流量为Q，测量此时检漏仪的信号输出I1i;关闭截阀门2，用检漏仪测量系统的本底信号输出I01i;

　　(e) 打开所选择的标准漏孔阀门3，经标准漏孔4 流入检漏仪中已知氦流量Qs 的氦气，测量此时检漏仪的信号输出为I2i;关闭截阀门3，用检漏仪测量系统的本底信号输出I02i;(f) 重复(d)～(e)的操作过程，测量n 组数据(n≥6)。

结论

　　利用氦质谱检漏仪，采用相对比对法，可以对氦真空参考漏孔进行校准，满足测试要求精度较低的参考漏孔校准。