四、标准漏孔(接上期) 标准漏孔是在一定条件下向真空系统内部提供已知气体流量的元件。一般要明确这个气流量(即漏率)的气体种类、温度、压力等条件。如果不特别指明,则指温度为296±3K、入口压力为1.01×105Pa、出口压力低于1.33×103Pa的干燥空气(其露点温度低于248K)的漏率。 1.常用的标准漏孔 几种常用标准漏孔的结构如图10所示。 玻璃毛细管型标准漏孔(图中a)是用局部拉细的玻璃毛细管制成的,漏率为10-8~10-7Pam3/s。 金属压扁型标准漏孔(图中b)通常是用无氧铜或可伐管压制而成,漏率为10-8~10-6Pam3/s。 玻璃铂丝型标准漏孔(图中c)是利用玻璃与铂丝的不匹配封接制成的。当铂丝直径为0.1~0.5mm;封接长度为5~10mm时,漏率约为10-7Pam3/s。当温度改变时,其漏率变化。若296K的漏率为qL、296,则温度T时的漏率为式(8)。式中f(T)的曲线如图11所示。 薄膜渗氦型标准漏孔(图中d)是利用石英薄膜球泡的渗氦速率制成的,其漏率一般为10-5~10-9Pam3/s。由于温度对漏率的影响很大,使用时应当注意修正。如果温度T1时漏孔漏率为qL、T1,使用温度T2时的漏率应为式(9)。式中,E-氦在石英中的渗透激活能;R-摩尔气体常数。 2.标准漏孔的校准 标准漏孔的常用校准方法有定容升压法和氦质谱检漏仪比较法。 (1)定容升压法 定容升压法校准系统示意图如图12所示。经预抽并烘烤容积V后,标准漏孔进气端压力p1<1.33×103Pa,而V达到极限真空。当压力为1.01×105Pa的校准气体(例如N2气)经标准漏孔流进容积V,并在V中压力p2稳定后,关闭阀门S2记录时间和环境温度T,测出对应Δt时间的升压Δp2则标准漏孔的漏率为式(10)。 (2)氦质谱检漏仪的比较法 氦质谱检漏仪比较法校准系统如图13所示。在检漏仪工作条件不变的前提下,先后测出已知漏孔L1和待校漏孔L2的进气氦压和讯号,则待校标准漏孔的漏率为式(11)。式中,qL,01-已知标准漏孔L1的漏率;p1,p2-分别为L1、L2漏孔进气端氦压;I1,I2-分别为L1,L2漏孔的输出讯号;I0-检漏仪本底。 国产检漏仪器的主要参数见表12和表13。
表12 国产氦质谱检漏仪主要参数
厂家 |
型号 |
灵敏度[Pam3/s] |
工作真空度[Pa] |
偏转半径[mm] |
偏转角 |
扩散泵的冷动方式 |
液氮耗量[L/s] |
功耗[W] |
重量[kg] |
外形尺寸[mm×mm×mm] |
备注 |
成都仪器厂 |
HZJ-1 |
6.7×10-10 |
3×10-2 |
40 |
180o |
风冷 |
不要 |
1000 |
200 |
620×660×1230 |
|
ZLS-21 |
10-13 |
1×10-3 |
40 |
90o |
风冷 |
0.25 |
1500 |
110 |
938×600×650 |
|
ZLS-22 |
6.7×10-13 |
3×10-3 |
40 |
90o |
风冷 |
0.20 |
|
110 |
600×660×1230 |
|
ZLS-23 |
10-13 |
1×10-2 |
12 |
180o |
风冷 |
1 |
1000 |
80 |
950×600×570 |
10-11Pam3/s不用液氮 |
ZLS-24 |
10-11,10-12 |
10-2 |
12 |
180o |
风冷 |
|
|
|
|
|
ZLS-24A |
10-13 |
1×10-2 |
12 |
180o |
风冷 |
1 |
|
120 |
650×600×1090 |
测试压力自动转换 |
ZLS-24C |
2×10-11,10-12 |
|
|
|
|
|
2000 |
150 |
870×725×1090 |
两套辅助抽气系统 |
ZLS-25A |
2×10-9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
吸枪法仪器 |
ZLS-26 |
2×10-12 |
|
|
180o |
分子泵 |
|
|
|
|
可顺流、逆流检漏 |
科学院北京仪器厂 |
TL-1 |
1×10-9 |
3×10-2 |
40 |
180o |
风冷 |
不要 |
1200 |
250 |
620×660×1229 |
|
ZHP-4A |
6.7×10-14 |
1×10-3 |
60 |
2×90o |
水冷 |
|
|
|
|
扩散泵串联,差动抽气 |
ZHP-10 |
顺流2.7×10-12 逆流10-15 |
7×10-3 |
20 |
90o |
风冷 |
0.04 |
1500 |
|
600×530×920 |
可顺流、逆流检漏 |
ZHP-10B |
1×10-10 |
7×10-2 |
20 |
90o |
风冷 |
不要 |
1500 |
|
570×410×860 |
逆流检漏仪 |
ZHP-20 |
3×10-12 |
|
20 |
90o |
风冷 |
|
|
|
570×600×1030 |
可顺流、逆流检漏 |
ZHP-30 |
5×10-11 |
|
20 |
|
分子泵 |
|
|
50 |
600×540×920 |
逆流检漏仪 |
ZHP-30B |
8×10-13 |
|
20 |
|
分子泵 |
|
|
|
|
逆流检漏仪 |
ZHP-40 |
3×10-12 |
|
20 |
90o |
分子泵 |
|
|
10 |
350×250×200(电控箱) |
可顺流、逆流检漏 |
ZHP-50 |
5×10-11 |
3×10-2 |
|
|
|
|
|
28 |
260×360×460(主体) |
质谱管接于被检件 |
ZHP-60 |
5×10-11 |
|
|
|
分子泵 |
|
|
10 |
350×250×200(电控箱) |
便携式仪器 |
沈阳市真空机械三厂 |
ZH-1 |
5×10-11,5×10-12 |
5×10-1 |
|
180o |
风冷 |
0.75 |
500 |
50 |
560×360×560 |
5×10-11Pam3/s不用液氮 |
8400厂 |
JLH-1 |
6.7×10-10 |
3×10-2 |
40 |
180o |
风冷 |
不要 |
1000 |
250 |
620×660×1300 |
|
JLH-2 |
6.7×10-11 |
3×10-3 |
40 |
180o |
风冷 |
|
1500 |
250 |
600×780×1250 |
|
JLH-3 |
6.7×10-13 |
1×10-3 |
40 |
180o |
风冷 |
|
|
100 |
|
|
天津华北电器厂 |
ZHP-4 |
6.7×10-14 |
1×10-3 |
60 |
2×90o |
水冷 |
|
1200 |
500 |
710×570×1300 |
|
沈阳教学仪器厂 |
6104 |
6.7×10-11 |
3×10-2 |
40 |
180o |
水冷 |
不要 |
1200 |
350 |
650×540×1130 |
|
表13 国产卤素检漏仪的主要参数
厂家 |
型号 |
灵敏度[Pam3/s] |
检测范围[Pam3/s] |
反应时间[s] |
耗电功率[W] |
重量[kg] |
外形尺寸[mm×mm×mm] |
备注 |
北京真空仪表厂 |
LX-2A |
3.25×10-7 |
|
<3 |
21 |
3.5 |
传感器260×170×50 检控箱200×150×50 |
F12
|
LX-3 |
6.5×10-8 |
6.5×10-8~3.9×10-5 |
<1 |
55 |
7 |
324×300×144 |
LX-4 |
5×10-8 |
5×10-8~1.5×10-5 |
|
|
|
|
成都仪器厂 |
LLS-1 |
<10-7 |
10-7~10-5 |
<3 |
|
4.5 |
230×100×250 |
R12 |
LFL-301 |
|
10-8~10-2* |
<1 |
50 |
|
|
SF6 |
上海通用机械技术研究所 |
LJ-D |
3.2×10-9 |
|
<3 |
45 |
4 |
300×260×140 |
F元素 台式 |
成都滨江仪器厂 |
LD-22 |
10-11 |
10-11~10-9 |
|
120 |
5 |
280×280×139 |
内探头 | * 为体积比 |