分壓力質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)安裝的不確定度綜合

分壓力質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)安裝的不確定度綜合
　　 分壓力質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)安裝是國防科工委真空計(jì)量一級站的“九五”課題之一，用來質(zhì)譜計(jì)的校準(zhǔn)。該安裝運(yùn)用靜態(tài)間接測量法和衰減壓力的分子流靜態(tài)進(jìn)樣法對混合氣體的分壓力繼續(xù)測量，并在此根底上對證譜計(jì)的銳敏度、品質(zhì)刻度等參數(shù)繼續(xù)校準(zhǔn)，以保障質(zhì)譜計(jì)測量的正確性。因?yàn)榉謮毫�質(zhì)譜綜合技能寬泛地用來航天、飛行、電子和核能等型號和工事鉆研使命中，因而該安裝的構(gòu)建滿足了型號使命中對證譜計(jì)繼續(xù)校準(zhǔn)的需要，確保了型號出品的品質(zhì)。1安裝的組成和作業(yè)原理1.1安裝的組成
　　 分壓力質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)安裝作業(yè)原理簡圖如圖1所示，重要由供氣零碎、進(jìn)樣零碎、校準(zhǔn)室和抽氣零碎等多少全體組成。供氣零碎、進(jìn)樣零碎共有相反的三路，圖中只畫出了其中一路。
　　 抽氣零碎由電泵1，分子泵4，6，濺射離子泵,等組成。校準(zhǔn)室由上球室14，下球室10，超高真空冷規(guī)13和磁浮旋子規(guī)15組成；進(jìn)樣零碎由角閥16，小孔17，針閥20，穩(wěn)壓室21，磁浮旋子規(guī)19組成；供氣零碎由電泵26，氣瓶27,電磁閥23，24，減壓閥25組成。校準(zhǔn)安裝的詳盡狀況已參考真空技能網(wǎng)的輿論簡報(bào)，在此不復(fù)詳盡說明。1.2作業(yè)原理
　　 該校準(zhǔn)安裝的重要性能是對混合氣體的分壓力繼續(xù)測量，在分壓力正確測量的根底上對證譜計(jì)的銳敏度等參數(shù)繼續(xù)校準(zhǔn)。以次重要說明分壓力測量步驟和質(zhì)譜計(jì)銳敏度的校準(zhǔn)步驟。
1.2.1分壓力測量步驟
　　 該校準(zhǔn)安裝重要采納了兩種步驟對分壓力繼續(xù)測量，每種步驟適宜于定然規(guī)模的分壓力測量。
1)靜態(tài)間接測量法
　　 那末校準(zhǔn)的壓力規(guī)模在于10-1~10-4Pa內(nèi)，可用校準(zhǔn)室所接的磁浮旋子規(guī)作為參考規(guī)范規(guī)間接測量分壓力。經(jīng)過調(diào)節(jié)微調(diào)閥或改觀穩(wěn)壓室中的壓力可達(dá)成掌握校準(zhǔn)室中壓力的目標(biāo)。
　　 當(dāng)運(yùn)用磁浮旋子規(guī)測量繁多氣體的壓力時(shí)，壓力p抒發(fā)式為
(1)
　　 式中：K為與旋子和熱度無關(guān)的常數(shù)；σ為某一氣體的切向動(dòng)量傳送系數(shù)；M為某一氣體的分子量；(-·ω/ω)為旋子轉(zhuǎn)速的絕對衰減率。用式(1)使不得間接測量分壓力，但通過綜合，經(jīng)過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換，能夠兌現(xiàn)分壓力的測量。關(guān)于磁浮旋子規(guī)，式(1)成立的條件是在分子流狀態(tài)下，即氣體分子之間無碰撞，那樣在混合氣體條件下，每種氣體成份與旋子產(chǎn)生碰撞導(dǎo)致的旋子轉(zhuǎn)速衰減率是彼此金雞獨(dú)立的。因而，在混合氣體條件下，能夠?qū)γ糠N氣體成份導(dǎo)致的旋子轉(zhuǎn)速的絕對衰減率繼續(xù)線性迭加，只有讓磁浮旋子規(guī)的測量輸入為(-·ω/ω)，就可不便地失去混合氣體中氣體成份的分壓力，步驟如次：
　　 a.用第1路進(jìn)氣零碎在校準(zhǔn)室中構(gòu)建定然的靜態(tài)失調(diào)壓力，用校準(zhǔn)室上的磁浮旋子規(guī)測出該氣體導(dǎo)致的旋子衰減率(-·ω/ω)1。
　　 b.用第2路進(jìn)氣零碎在校準(zhǔn)室中構(gòu)建第2種氣體的某一靜態(tài)失調(diào)壓力，那時(shí)校準(zhǔn)室中為兩種氣體的混合物，因而磁浮旋子規(guī)測出的旋子衰減率為兩種氣體作用所產(chǎn)生的(-·ω/ω)1+2，那樣第2種氣體所產(chǎn)生的旋子衰減率應(yīng)為
　　 (-·ω/ω)2=(-·ω/ω)1+2-(-·ω/ω)1
　　 c.同樣可失去第3種氣體所產(chǎn)生的旋子衰減率為
　　 (-·ω/ω)3=(-·ω/ω)1+2+3-(-·ω/ω)1+2
　　 d.測出了每種氣體所產(chǎn)生的旋子衰減率，就可由公式(1)失去每種氣體的分壓力。設(shè)第1，2，3種氣體的分壓力別離為p1，p2，p3。
2)衰減壓力的分子流靜態(tài)進(jìn)樣法
　　 那末校準(zhǔn)壓力在10-4~10-6Pa規(guī)模內(nèi)，可采納衰減壓力的分子流靜態(tài)進(jìn)樣法用上流室上所接的磁浮旋子規(guī)19測量。即開放超高真空角閥16，調(diào)節(jié)微調(diào)閥或穩(wěn)壓室中的壓力，使上流室中的壓力在于10-4~10-1Pa規(guī)模內(nèi)，利用磁浮旋子規(guī)19的測量值，并通過劃算失去校準(zhǔn)室中的壓力。
　　 若上流室中的壓力為p1，限流小孔17的分子流流導(dǎo)為C1，限流小孔12的分子流流導(dǎo)為C2，當(dāng)氣體達(dá)成靜態(tài)失調(diào)后，校準(zhǔn)室中的壓力p2為
p2=p1×C1/C2(2)
　　 在分子流條件下，對某一種氣體，C1和C2一成不變,只管C1和C2與氣體的品種無關(guān)，但流導(dǎo)比R=C1/C2的值與氣體的品種無干。因而，在分子流條件下，R為常數(shù)，只有以任何一種氣體正確測定了R，就能夠利用式(2)劃算校準(zhǔn)室中的壓力。
　　 依據(jù)式(2)，在分子流條件下，有R=C1/C2=p2/p1。因而，無須別離測定C1和C2，只有正確測定p2和p1即可確定R。在該校準(zhǔn)安裝中,取舍限流小孔，使R的值瀕臨10-3，那時(shí)可利用上流室上的磁浮旋子規(guī)19和校準(zhǔn)室上的磁浮旋子規(guī)15正確測定R。調(diào)節(jié)氣體量，使上流室中的壓力為10-1Pa，則校準(zhǔn)室中的壓力為10-4Pa，均在磁浮旋子規(guī)的準(zhǔn)確測量規(guī)模內(nèi)。用Ar、N2和He等氣體理論測定R，通過屢次重復(fù)測定，證實(shí)R的反復(fù)性優(yōu)于1%。