固定流导法真空漏孔校准装置

为了精确校准较小漏率真空漏孔,研制了固定流导法真空漏孔校准装置。在漏孔校准过程中,通过调节稳压室中的压力,很容易使标准气体流量与漏孔漏率非常接近或相等,从而避免四极质谱计的非线性影响。通过实验测试,校准装置的极限真空度为3.7×10-6Pa,漏率校准范围为10-5Pa.m3/s^10-11Pa.m3/s,合成标准不确定度为1.4%~4.2%。

固定流导法校准真空漏孔方法研究

固定流导法采用的是分压力测量技术,对质谱分析室的漏放气率的指标要求不高。通过实验得到四极质谱计的非线性引起的测量误差可达38%,在具体校准过程中能够很好调节稳压室中的气体压力,使通过小孔的气体流量与待校真空漏孔漏率非常接近,从而避免了四极质谱计的非线性影响。稳压室中的气体压力比较大,所以稳压室不需要特别严格的材料处理工艺,具体校准过程中也不需要彻底的烘烤出气就能得到纯净的单一气体。固定流导法校准真空漏孔的不确定度的评定值为2.6%,可以通过精确校准电容薄膜规和控制温度来进一步降低漏孔校准的不确定度。

铟封接和硅硅键合技术制作微通道型固定流导元件

提出了一种制作微通道型固定流导元件的方法,即基于硅硅直接键合将刻蚀深度约为1pim的沟槽结构密封成微通道,利用钢熔融封接技术使其与金属法兰结合构成通道型固定流导组件,使用氮质谱检漏仪对其漏率测试。测量结果表明,固定流导元件的流导测量值与理论计算值接近,相对误差不超过22.2%。氮气作为测量气体时,固定流导元件能够从高真空到30000Pa压强下实现分子流状态,即流导恒定。

固定流导法真空漏孔校准装置性能研究

固定流导法是通过已知流导小孔的气体与真空漏孔流出的气体用四极质谱计进行比较,从而得到漏孔漏率的一种极为精确的方法。小孔是采用机械、激光等方法加工制成,在分子流条件下,小孔流导为一常数。运用此方法,建立了一套真空检漏校准装置以进行量值传递工作。为了保证校准数据的准确可靠性,需对该套装置的不确定度进行分析与评定。

定容式流导法气体微流量校准装置测量不确定度的评定

介绍了定容式流导法气体微流量校准装置的组成及校准方法，并着重对测量不确定度进行了评定。通过评定在定容式流量计的校准范围（1×10^-3～5×10^-6）Pa·m^3／s内，其合成标准不确定度为1，O％；在固定流导法流量计的校准范围（5×10^-4～5×10^-11）Pa·m^3／s内，其合成标准不确定度为1．4％～1.8％。

基于动态差压法的分子流流导测量

提出一种基于动态差压法测量固定流导元件流导的新方法。固定流导元件是以阳极多孔氧化铝(AAO)为模板制作而成。在测量流导过程中,通过测量连接AAO固定流导元件两端的容器的动态差压变化关系,运用最小二乘法对实验数据进行指数函数拟合,计算出AAO固定流导元件的流导值。分别以氮气、氦气和氩气作为实验气体对AAO固定流导元件的流导进行了测量。结果表明,在大气压力以下,AAO固定流导元件的流导不随入口压力变化而变化,始终保持恒定。对He、起始压力为30 kPa、初始压差为1.97 kPa、测量时间为60 s的测试点进行了不确定度评定,其相对合成标准不确定度为13%。对评定过程进行分析,发现测量点的不确定度随测量时间的增加急剧增大。该流导测量装置的测量范围为1×10^-4~1×10^-7 m3/s,此方法具有操作简便、结果精确等优点。

一种下限为1.3×10^(-14)Pa·m^3/s的真空漏孔校准装置

为了解决漏率小于10-12Pa·m3/s漏孔的校准问题,提出累积法与固定流导法相结合的方法,研制出下限可达10-14Pa·m3/s量级的校准装置。装置主要由累积比较系统和固定流导法流量计组成,采用四极质谱计作为比较器测量示漏He气离子流大小,通过累积的方法解决了质谱分析室中示漏气体分压力测量问题;采用激光打孔和多次镀膜的方式获得10-10m3/s量级的分子流导,用吸气剂泵将真空室本底压力维持在10-7Pa量级,使磁悬浮转子真空计对固定流导元件入口He气压力测量下限可达10-4Pa,从而获得下限为1.3×10-14Pa·m3/s的标准气体流量。研究结果表明,装置采用He气作为示漏气体的校准范围为10-12~1.3×10-14Pa·m3/s,合成标准不确定度为5.2%~5.8%。

材料在真空环境下放气的测试技术研究

在真空材料放气率测试装置上对金属材料的放气特性进行了实验研究,实验采用的方法为静态升压法、固定流导法、双通道气路转换法。实验结果表明,测试装置的极限真空度为9.2×10-9Pa,铜、铝合金2A12、304不锈钢三种材料半小时后的放气率分别为2.34×10-8Pa·m3·s-1·cm-2、1.83×10-9Pa·m3·s-1·cm-2、8.48×10-11Pa·m3·s-1·cm-2。利用四极质谱计测得装置的本底气体成分主要有H2、N2/CO、H2O和CO2,材料放出的气体成分主要有N2/CO、H2O。三种方法测试得到的铜金属材料的放气率随着温度的升高而不断增大。

便携式气体微流量计的设计

为了实现在工作现场对氦质谱检漏仪进行全量程漏率示值的校准,设计了一套便携式气体微流量计。该流量计由供气与抽气系统、定容室与压力测量系统、流量测量系统和烘烤系统等四部分组成,采用固定流导法及定容法两种模式提供和测量流量。在流量计的设计中,解决了小孔流导的设计和计算、定容室和抽气系统的小型化设计、应用选择性抽气技术延伸流量测量下限等关键技术,同时还采用了分体式结构设计,使流量计具有便于拆卸及携带,操作简单等优点。流量计预计达到的技术指标是,测量范围(:10-4～10-11)Pa.m3/s,标准不确定度小于10%。

一种(10^(-5)-10^(-16))Pa·m^(3)/s标准气体流量计的设计

本文设计出下限为5×10^(-16)Pa·m^(3)/s的标准气体流量计,解决了超灵敏度检漏仪的量值溯源难题。采用基于固定流导法基本原理的标准气体流量计,通过激光打孔和镀膜制备的分子流导元件,成功获得下限为10^(-10)m^(3)/s的分子流导;采用电容薄膜真空计作为参考标准测量压力,将直接供气、膨胀衰减压力及标准混合气体三种方法集成在一起,为流导元件入口获得(10^(3)-10^(-6)) Pa的示漏He气分压力;采用10^(-8)m^(3)/s和10^(-10)m^(3)/s量级的两套分子流导元件,结合流导元件入口压力获得了(10^(-5)-10^(-16)) Pa·m^(3)/s的标准气体流量,设计的标准气体流量计估计合成标准不确定度为1.2%-2.8%。

基于石墨烯本征缺陷的新型漏孔组件的制作

提出了一种利用单层石墨烯薄膜及其缺陷制作漏孔组件的方法。通过化学沉积法制得单层石墨烯薄膜后将其转移至多孔烧结不锈钢的薄片上,并使用拉曼光谱对石墨烯膜缺陷进行表征。氢气、氮气和氩气的流导值通过自制的测试装置由差压法进行了测定。测试结果表明即使在大气压下这三种气体在漏孔中仍然处于分子流状态。这意味着只要知道某种气体的流导,其他种类气体的流导值也可以由此得到确定。并且,本文的结果可以为很多二维平面膜材料(例如石墨烯)在漏孔制作方向提供更为广阔的应用前景。

极小气体流量测量技术研究

介绍了固定流导法极小气体流量测量技术,利用流导值为10-9m3/s量级的精密小孔,通过在10-110 Pa范围内调节进气压力,实现了10-810-10Pa·m3/s的流量测量,合成标准不确定度为0.94%。利用流导比值为187.9的两个激光小孔,将固定流导法产生了流量分流为总流量的0.53%,实现了10-1010-12Pa·m3/s范围内流量的测量,合成标准不确定度为1.2%。利用极小气体流量测量技术校准了小于10-8Pa·m3/s量级的真空漏孔,而且避免了四极质谱计的非线性引入的测量不确定度。与现有气体流量测量技术相比,提出的极小气体流量测量技术将测量下限延伸了4个数量级。

Control of Collection Efficiency for Axial Flow Cyclone Dust Collectors with Fixed Guide Vanes and with Funnel Shaped Exit Pipes

The experimental result of the collection efficiency of the axial flow cyclone with the fixed guide vanes is lower than that with the tangential inlet pipe to the cyclone body due to the weak angular momentum transfer given by flowing through the guide vanes. However, one of the interesting points is the control of the collection efficiency depended on the funnel shaped exit pipes. The collection efficiencies for these funnel shaped exit pipes are depended on the Froude number. Then, in this paper, the experimental results of the pressure drop and also the collection efficiency using the fly-ash particles and also the comparison of the calculated results of the collection efficiency with the experimental results are described i~ detail.