电容薄膜真空规校准方法的研究

本文利用电容薄膜真空计校准装置、高精度数字压力计、稳压电源和数字多用表,采用比较法完成了对(1~1000)Torr绝压电容薄膜真空规的量值溯源,扩展不确定度为U=(0.69%~0.02%)(k=2)。

热阴极电离真空规在卫星热试验中的使用与失效分析

热阴极电离真空规(简称电离规)在高真空测量领域有着广泛的应用。介绍了电离规在卫星真空热试验中的使用情况,并进行了分析。在卫星真空热试验中,分别在星表及星上布置了电离规,使用过程中发现星表电离规在整个试验期间测量正常,而星上电离规在试验开始一段时间后均会失效,且故障现象一致,通过对比分析发现是规管内部受有机物污染所致。

组合型真空规校准系统

组合型真空规校准系统由三种基本的校准方法组成，可完成１０－４～１０５Ｐａ范围内的校准。用户可根据实际应用选择不同的参考标准和校准方法，但不改变系统的基本结构。校准系统操作方便、校准效率高，同时可校准４或５只真空规，是一种非常适合于日常校准用的实用性标准装置。

程控式真空规校准装置

程控式真空规校准装置主要用于日常对工作用真空规的校准。它采用动态直接比对法、静态膨胀法和静态直接比对法等三种方法可以对１×１０５～５×１０－４Ｐａ范围内的真空规进行校准。采用可编程控制器对校准全过程实行自动控制，并具有保护、报警、语音提示等功能，提高了工作效率和安全可靠性，避免了由于误操作或真空系统故障造成的经济损失。

用线性真空规测量小孔分子流流导的方法研究

提出了用线性真空规测量小孔分子流流导的方法,该方法利用了线性真空规两次测量压力的比值,避免了真空规测量绝对压力引入的不确定度,从而有效减小了小孔流导的测量不确定度。文章介绍了小孔流导的测量原理、测量装置和测量结果,小孔流导测量的合成标准不确定度为0.29%。

小型电容薄膜真空规的设计

商用电容薄膜真空规存在体积大、重量重等问题,无法满足深空探测中真空测量需求,因此设计了一种小型电容薄膜真空规。设计中采用倒T型结构固定极板和防热变形结构,防止测量过程中温度变化导致的规管部件热变形;采用面积相同的双电极结构,消除测量过程中外界杂散电容和温度变化引起的测量信号偏差。小型电容薄膜真空规整体尺寸为Φ42×24 mm,重量小于200 g,测量下限为10-2Pa,测量不确定度预计小于5%,能适应较宽的工作温度范围,可以满足深空探测需求。

真空规管对低温容器残余气体影响的实验研究

以高真空多层绝热低温容器为研究对象,利用残余气体分析仪研究冷阴极真空规管、热阴极真空规管以及热阴极真空规管不同放置位置对低温容器真空夹层内残余气体的影响。结果表明:冷阴极真空规管对低温容器真空夹层内残余气体的影响几乎是可以忽略不计的;热阴极真空规管对低温容器真空夹层内残余气体的影响较大,热阴极的灯丝和残余气体之间存在化学反应,使得残余气体中H2O、CH4、CO和CO2的分压力升高,而O2的分压力降低;对于既有残余气体分析仪,又有热阴极真空规管的系统,热阴极真空规管的安装位置应该尽可能地远离残余气体分析仪。

差压式MEMS电容薄膜真空规的设计与测试

提出了一种基于MEMS技术的差压式电容薄膜真空规设计方案。通过有限元分析软件建立了仿真模型,对感压薄膜尺寸和电极间距离进行了优化。根据优化结果,完成了真空规的研制和性能测试。测试结果表明,测量范围下限5 Pa,上限1000 Pa,灵敏度优于10 fF/Pa,测试曲线可以实现分段线性。

一种反磁控冷阴极真空规的脉冲操作模式

冷阴极真空规应用时有较大的抽气作用,而且放电产生的热量和离子溅射对电极表面的污损也使其正常操作受到一定影响。为此,本文设计了一种智能脉冲高压电路,对一种反磁控冷阴极真空规(IMG)的脉冲放电测量模式、恒流放电测量模式及不同压强下的伏安特性等问题进行了实验研究。指出将低压强下的直流放电模式和较高压强时的脉冲放电模式结合起来是反磁控冷阴极真空规的一种较为合理的应用方法。

比较法真空规校准装置性能研究

比较法真空规校准装置是真空计量的主要工作标准,主标准器溯源到静态膨胀式真空标准装置。为了保证量值传递数据的准确可靠,对装置的不确定度进行了分析和评定,同时对装置的计量性能稳定性和重复性进行了测试和研究。

用指向性真空规进行空间站结构泄漏监测的设想

文章提出利用指向性真空规扫描监测空间站舱体漏率的设想:在空间站舱体外壁上实验舱和服务舱的连接处、实验舱底和对接装置的连接处、服务舱底和对接装置的连接处分别设计供指向性真空规运动的轨道,形成3个环行圈,指向性真空规在步进电机的作用下在各自的运动轨道上旋转,对空间站的外部结构进行扫描。初步分析了指向性真空规泄漏监测的灵敏度和定位精度。

真空规原位置校准装置

介绍了一种真空规原位置校准的设备,以及原位置校准技术研究,该装置具有结构简单、实用、不确定度小等优点,同时可以满足真空规的在线原位校准。

宽量程真空规校准装置的性能研究

文章研制了一种新的真空规校准装置,复合采用了动态比对法、静态比对法和静态膨胀法,满足了拓宽量程的需求。该装置可以对量程在1×105～5×10-4 Pa范围内的各类真空规进行校准,具有结构简单、操作方便、检定效率高、实用性强的特点,尤其适用于大量常规校准。装置本底压力、压力稳定度、静态膨胀容积比等主要技术指标符合国际标准化组织和国内有关真空标准的规定。

热阴极电离真空规测量故障分析和改进

本文讨论分析了有气体工作的真空室内，使用热阴极电离规测量真空度时，有关的故障问题。

用定容式气体流量计进行真空规校准方法的研究

提出了一种采用定容式气体流量计校准真空规的方法,并对校准装置进行了不确定度的分析。定容式气体流量计有2种工作模式:采用定容法模式可以提供(10-8～10-2)Pa.m3/s的流量,采用固定流导法模式可以提供(10-6～10-11)Pa.m3/s的流量,2种方法组合提供的标准流量范围变宽,延伸了流量下限。定容式气体流量计相对于恒压式气体流量计,有结构简单、操作方便等特点。采用定容式气体流量计校准真空规的范围为(10-6～10-2)Pa,合成标准不确定度为(0.67～1.74)%。并用恒压式气体流量计校准同一分离规进行了比较,2个校准结果一致性好于5.7%。

电离真空规的精度分析

分析了现已研制成功的各种电离规的测量精度和影响测量精度的因素。主要因素有X射线引起的光电流、电子诱导脱附产生的离子流、收于离子轰击使电胡表面电子产额发生变化以及几何形式的变化等。以新研制的冷阴极电离真空规为例,分析了提高真空测量精度的可能性。

采用环形感压薄膜的MEMS电容薄膜真空规设计

感压薄膜的结构改良能有效改善MEMS电容薄膜真空规的压力-电容输出特性。为解决MEMS电容薄膜真空规宽量程与高灵敏度相矛盾的问题,设计一种环形结构的感压薄膜,利用有限元的方法分析对比5种环形结构的感压薄膜在不同压力下的变形与应力分布情况。分析认为,同心圆结构的感压薄膜具有最优异的性能,同等感测面积情况下真空规的压力-电容线性输出测量上限能从圆片结构的1.1×103 Pa延伸到同心圆结构的1.2×104 Pa,圆片结构感压薄膜的真空规在1～800 Pa区间内的压力-电容输出非线性度为3.9%,灵敏度为10.1 fF·Pa–1;同心圆结构感压薄膜的真空规结构在1～8 000 Pa区间内的非线性度为3.6%,灵敏度为1.3 fF·Pa–1。

抗强干扰快速测量真空规管及仪器的研究

托卡马克装置中存在强磁场、强电场,放电过程中真空度变化迅速。为满足这种特殊环境的真空测量要求,开展了抗强干扰快速测量真空规及仪器的研究。快规使用平板电极结构,在普通热阴极电离规管的基础上增加了调制极;仪器电路除完成稳发射、为加速极供电、离子流放大等基本功能外,它可以提供更大的灯丝电流,为调制极提供周期性脉冲电压,离子流和电子流放大器、调制/解调电路和锁相环电路相互配合,确保快速准确测量。仪器的主控制单元以微处理器为核心,可以设定系统运行的相关参数,离子流、发射电流、灯丝电流可供主控单元采集,以配合完成自动调整和相应控制。

感压膜片预张力对电容薄膜真空规输出特性的影响

电容薄膜真空规中感压膜片在安装时通常须先施加预张力,再固定。为研究感压膜片预张力对电容薄膜真空规输出特性的影响,以现有电容薄膜真空规为对象,基于COMSOL Multiphysics软件,建立有限元模型,得到了不同预张力下输出电容的仿真解,并与理论计算结果进行了比较,分析了预张力对输出电容的影响。同时分析了真空规线性度、灵敏度随预张力的变化规律,并对感压膜片在最大负载情况下的强度进行了校核。结果表明:预张力对真空规的输出特性影响明显,输出电容随预张力的增大而减小,输出电容理论计算值与仿真值基本吻合;预张力越大,真空规线性度越好,但灵敏度越低;当感压膜片预张力为50 MPa时,真空规的线性度为7.3%,灵敏度为0.0433 pF/Pa,通过电路补偿后,可获得较好的线性度与灵敏度;感压膜片最大负载情况下的应力为95.5 MPa,能够满足工作要求。