[发明专利]一种压力衰减法测量小孔流导的方法

说明书

技术领域

本发明涉及小孔流导测量技术领域，尤其涉及一种采用压力衰减法测量小孔流导的方法。

背景技术

测量小孔流导的目的是获得各测试压力点处的小孔流导值，从而得到整个校准范围内流导随进气压力变化的拟合曲线和方程。

对于形状规则小孔的流导可以通过理论计算得到，但对于尺寸无法准确测量或不规则的小孔，其流导只能通过实验的方法测量得到。定容法测量小孔流导是其中一种解决方案。

文献“定容法测量小孔流导的方法研究，《真空》第43卷第1期、2006年1月、第62页～66页”，介绍了采用定容法测量非规则形状小孔的流导测量方法。该方法采用绝压式电容薄膜真空计测量小孔进气压力，差压式电容薄膜真空计测量小孔进气压力变化量Δp，从而获得流导随进气压力变化的拟合曲线和方程。采用该方法的优点在于利用累积积分的方法使得流导测量不确定度较小。

上述方案的不足之处体现在如下三点：

一是，该方法在某一进气压力点下测量对应的小孔流导值时，需采用差压式电容薄膜真空计测量进气压力在一段时间t内的变化量，即Δp，该变化量应大于差压式电容薄膜真空计的最小分辨力才能被测量到，因此，该时间段t应足够长，例如，该文献中采用时间段t为720s，以满足测量需要。因此，完成小孔流导多点测量，全部过程通常持续数小时，效率较低。

二是，在测量过程中，容积器壁会出现气体脱附现象，测量时间越长，体脱附量越大，脱附气体会参杂在测试气体中，导致进气压力变化量Δp无法准确测量。由于定容法测量小孔流导每一被测点的时间较长，当充气压力较低时，进气压力变化量需要更长的时间才能被差压式电容薄膜真空计测量到，因此相应的测量压力受到的影响也越大。

三是，当充气压力较高时，会出现定容室中压力的变化量超过差压式电容薄膜真空计的测量范围；

以上三种情况导致无法利用定容法准确测量低压力以及高压力下对应的小孔流导值，无法满足小孔流导全量程测量的需要，且测量持续时间过长，效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种采用压力衰减法测量小孔流导的方法，能够高效、准确测量低压力以及高压力下对应的小孔流导值，满足小孔流导全量程测量的需要。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

所述压力衰减法测量小孔流导的方法包括下列步骤：

步骤1、将被测小孔连接至上游室与下游室之间；下游室的抽气管路上设有限流小孔；

步骤2、联通抽气机组与上游室和下游室之间的抽气管路，对上游室和下游室进行抽气；打开上游室上连接的绝压式电容薄膜真空计；当下游室内压力低于10^-2Pa数量级时，打开下游室上连接的超高真空热阴极电离真空计；

步骤3、开始对上游室和下游室进行匀速率升温烘烤，并在烘烤最高温度保持一段时间，随后匀速降温，降温阶段对超高真空热阴极电离真空计进行除气，继续降温至室温后，停止烘烤，抽气至极限真空度；

步骤4、切断上游室的抽气管路，保持下游室抽气管路的联通；联通上游室、被测小孔和下游室之间的管路，待上游室压力稳定后，对绝压式电容薄膜真空计进行调零；

步骤5、打开气源与上游室之间的第一真空阀门，向上游室充入测试气体，根据小孔流导所需测试压力调节第一真空阀门的开度，使得上游室按照由低压力至高压力的顺序建立相应测试压力点，并记录各测试压力点处的绝压式电容薄膜真空计的示值p₁及超高真空热阴极电离真空计的示值p₂；

步骤6、根据步骤5得到的绝压式电容薄膜真空计及超高真空热阴极电离真空计的示值p₁和p₂，依据公式计算得到各测试压力点处的被测小孔流导值C₁；