固定流导法校准真空漏孔装置与校准原理

固定流导法校准装置

       固定流导法校准真空漏孔的装置由固定流导法流量计、校准系统和被校漏孔三部分组成，如图1所示。固定流导法流量计如图1左边所示，主要由固定流导小孔、稳压室、电容薄膜规、气瓶、阀门以及抽气机组等组成，可根据需要向校准系统提供已知流量的气体。校准系统如图1中间所示，主要由质谱分析室、四极质谱计、超高真空电离规和抽气机组组成。被校漏孔如图1右边所示，主要由自带气室型真空漏孔（如薄膜渗氦型漏孔）、通道型真空漏孔、稳压室、气瓶和阀门等组成。

真空漏孔校准原理

流量计测量原理

气体通过固定流导小孔的流量用式(1)计算

图1 固定流导法校准真空漏孔装置

      式中C为一定入口压力下，特定气体所对应小孔的流导值，m3/s；p、pI分别为小孔入口和出口的气体压力，Pa；Qs 为通过小孔的气体流量，Pam3/s。流量计在实际校准过程中，P 远远大于P’，且P的变化量小于0.1%时，式（1）简化为式（2）

Qs=Cp

     式中压力p用电容薄膜规测量；流导C用拟合公式（5）计算；固定流导法流量计所提供的气体流量Qs用式（2）计算得到。

真空漏孔校准方法

       当装置正常运行，且四极质谱计正常工作一定时间之后，关闭所有的进气阀门，用四极质谱计测量质谱分析室中氦气分压力对应系统本底离子流I0。然后打开被校真空漏孔对应的气体引入阀，让被校漏孔流出的气体流入质谱分析室，在质谱分析室中建立起一动态平衡分压力，用四极质谱计测量对应示漏气体的离子流I1。关闭被校漏孔对应的气体引入阀。关闭阀门（4），打开阀门（3），缓慢调节稳压室（7）中的气体压力，让标准气体流量流入质谱分析室。当标准气体流量产生的离子流信号Is与被校漏孔产生的离子流信号Il 相同或非常接近时，停止调节稳压室中的气体压力，待气体压力稳定后，用四极质谱计测量对应气体离子流Is。被校漏孔的漏率用式（3）计算

        式中Ql为被校漏孔的漏率，Pam3/s；Il为被校漏孔漏率对应的离子流，A；Is为标准气体流量对应的离子流，A；I0为系统本底离子流，A；Qs为流量计所提供的标准流量，Pam3/s。