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氮質譜檢漏儀的主要參數(shù)
標簽: 氮質譜檢漏儀
2014-12-09  閱讀

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評價一臺氦質譜檢漏儀,需要全面地看它的主要性能指標,這些指標是:

1.靈敏度及其校準

關于氦質譜檢漏儀靈敏度的定義,在世界各國還不很一致,在我國基本上都是用z*小可檢漏率來表示的。

氦質譜檢漏儀的靈敏度,即z*小可檢漏率qmin,就是在儀器處于z*佳工作條件下,以一個大氣壓的純氦為示漏氣體,進行動態(tài)檢漏時所能檢出的z*小漏孔的漏率。所謂“z*佳工作條件”系指被檢件出氣很少,且沒有較大漏孔,同時儀器本身的參數(shù)調整到z*佳工作狀態(tài)等條件;所謂“動態(tài)檢漏”即指檢漏時不用累積法,檢漏儀本身的真空系統(tǒng)仍在正常抽氣,儀器的反應時間不大于3s(其中真空系統(tǒng)的時間常數(shù)不大于1s)等情況;所謂“z*小可檢”是指信號是本底噪聲的兩倍(美國規(guī)定為一倍);所說的“漏孔的漏率”系指100kPa的干燥空氣通過漏孔向真空端(壓力遠比100kPa低)的漏率。qmin可表示如下

氮質譜檢漏儀的主要參數(shù)

氦質譜檢漏僅只是一種對氦分壓變化有反應的儀器。為了表征儀器的這種性能,以便于在實際使用時(如當質譜室處于工作壓力下,用輔助抽氣或用累積法檢漏時)能方便地估計檢漏效果,z*好給出儀器的z*小可檢濃度γmin,即濃度靈敏度。

檢漏儀的濃度靈敏度γmin,就是在質譜室處于工作壓力下,使用該儀器所能檢示的大氣中的z*小氦濃度的變化。工作壓力一般為10^ -2Pa~l0^-3Pa,z*小可檢濃度系指信號與儀器噪聲比為2或1時的氦濃度。因此,濃度靈敏度可由下式表示
氮質譜檢漏儀的主要參數(shù)

關于靈敏度校準的方法在資料[357,408—410]中均有說明。從式(13—43)與式(13—44)可看出,靈敏度的定義是建立在漏率與輸出指示成正比的基礎上的,因此靈敏度的校準就必須在儀器的線性工作范圍內進行。而且校準時用的標準漏孑L的漏率z*好接近儀器的靈敏度的數(shù)值,以免因輸出指示的非線性造成較大誤差。為慎重起見,新研制出來的儀器應測出△J+~Qo曲線,以判斷線性關系的范圍;

校準裝置如圖13—28所示。L是標稱漏率為Qo的玻璃白金絲型標準漏孔,T為針閥,q為流量計(用來測量通過針閥的干燥空氣的流量)。

氮質譜檢漏儀的主要參數(shù)

漏量靈敏度校準啟動儀器,調整好工作狀態(tài),完全打開截流閥,用針閥調節(jié)儀器工作壓力,關好閥門是,打開閥門S1,用機械泵把標準漏孔進氣端抽空,測儀器的噪聲,轉動閥門S1,使漏孔進氣端與配氣系統(tǒng)接通,由配氣系統(tǒng)向漏孔進氣端送入壓力為PHe的氦氣,測出與之相對應的輸出儀表的指示變化AI+,則

氮質譜檢漏儀的主要參數(shù)

校準漏量靈敏度時,不需測量通過針閥的空氣流量,所以可以不用流量計。

濃度靈敏度校準如果檢漏儀的極限真空遠高于工作真空時,可用針閥T放進空氣使質譜室中的壓力調節(jié)到工作壓力。此時,通過針閥T的流量QT,相當于工作真空時質譜室內的空氣的總流量,有

氮質譜檢漏儀的主要參數(shù)

比較式(13-45)與式(13-46)兩式,可知q=QTγmin

為了在檢漏中標定被檢漏孔的大小以及所檢示的濃度大小,有時還需要知道偏轉靈敏度(即靜態(tài)靈敏度)j

靜態(tài)漏量靈敏度sq為檢漏儀處于工作狀態(tài)下,維持抽速不變,引起輸出儀表產生一個分格變化時的示漏氣體的流量,即

式中He——氦氣流量;

a——由He引起的讀數(shù)變化的格數(shù)。

靜態(tài)濃度靈敏度sγ是在工作壓力下,引起檢漏儀輸出表產生一個分格的變化時,所對應的檢漏儀內示漏氣體的濃度變化值,即

sγ=△γ/a                      (13-48)

式中△γ——檢漏儀內氦濃度變化;

a——由△γ引起的讀數(shù)變化的格數(shù)。

不難看出
氮質譜檢漏儀的主要參數(shù)

在美國真空協(xié)會推薦的《質譜檢漏儀的校準》標準中,關于靈敏度有如下定義:靈敏度:標準漏孔產年的信號/標準漏孔的空氣漏率

靈敏度的單位是單位漏率產生的偏轉格數(shù)。因此,靈敏庋與z*小可檢漏率的關系是:z*小可檢漏率=z*小可檢測信號/靈敏度

可見此處的靈敏度= 1/sq。

在校準氦質譜檢漏儀靈敏度時,如果所使用的是不帶氦室的開放型標準漏孔,那就需要由配氣系統(tǒng)向漏孔提供一定壓力的氦氣。配氣系統(tǒng)如圖13-29所示。圖13-28右側的虛線框是另一種配氣系統(tǒng)。

圖13-29(a)的配氣系統(tǒng)是用來降低漏孔進氣端的氦壓力的?;铋TS2與&之間的體積為V,活門S3與S4之間的體積為u,活門S3的小體積為可7,如圖13-29(b)所示。活門S1、S2與漏孔間的體積遠小于V。開始配氣時,把放氣活門S8關住,打開所有的活門后用機械泵將整個系統(tǒng)抽空。再關上活門S1、S2、S3,在S3與S4之間的體積口中充入壓力為P1之氦氣。壓力P1由U形計讀出。p1的大小由活門S9、S10調節(jié)。關上S4,打開S3,將體積勘內的氦氣膨脹到大體積V中,因此在大體積V內便可得到氦壓力Po

氮質譜檢漏儀的主要參數(shù)

打開S2,讓氦氣進入標準漏孔進氣端,由于活門S1、S2與漏孔間的體積遠小于V,因此在標準漏孔進氣端便可得到氦壓力Po。

氮質譜檢漏儀的主要參數(shù)