专利名称：具有自校准功能的复合型材料放气率测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量技术领域，具体涉及真空条件下材料放气率的测试系统，用于材料放气率的测试和真空规及质谱计的自校准。
背景技术：
材料放气率是材料在真空状态下的主要特性之一，是研制真空仪器及设备的重要选择依据，对于航空航天、半导体工业、高能物理等应用领域选择合适的材料具有重要的意义。文献“小孔流导法测量材料放气率研究”，《真空》第47卷、2010年第3期、第55 58页”，介绍了小孔流导法测量材料放气率的方法，其测量范围为1X10_7 lX10_12Pa m3/(scm2)。文献“基于双通道方法对不锈钢高温出气性能的研究”《真空科学与技术学报》第31卷，2011年第3期、第368 371页，介绍了双通道方法测量材料放气率的方法。以上文章建立的材料放气率测量系统的特点有，一是采用不锈钢作为样品室，其自身的放气率比较大，致使本底放气影响无法延伸测量下限；二是系统采用的抽气方式获得不了 IO-uiPa的极限真空度致使测量下限受限；三是系统不具有自校准功能，因此系统上所接的超高真空规和质谱计测量结果不可靠；四是系统不能测量放气率较大的材料。而当前许多应用领域需要系统的测量范围宽、效率高、具有自校准功能，基于以上需要的系统国内尚属空白。

实用新型内容本实用新型针对目前科研生产应用中对材料放气率测试需求，建立宽量程、具有自校准功能的复合型材料放气率测试系统，要求系统对材料放气量的测量范围，并且对超高真空规和质谱计具有自校准功能，提高测量数据的正确性和可靠性的问题，提供一种具有自校准功能的复合型材料放气率测试系统及方法。本实用新型提供一 种具 有自校准功能的复合型材料放气率测试系统及方法，系统复合了累积法、动态流量法及双通路法三种材料放气率测试方法，可测试气体流量范围为 IPamVs 6X10_12Pam3/s (若表面积 A = 6000cm2，放气率测量下限达 I X 10_15Pam3/(scm2))。累积法的气体流量测量范围为I 5\10_午&1113/8(若表面积六=100cm2，放气率测量上限为I X IO-2Pam3/(s cm2)，若表面积A = 5000cm2，放气率测量下限为lX10_9Pam3/(s cm2));动态流量法对气体流量的测量范围为6X10_6Pam3/s 6X10_9Pam3/s，(若表面积A = 600cm2，放气率测量上限为I X IO-8Pam3/(s cm2)，若表面积A = 6000cm2，放气率测量下限为lX10_12Pam3/(s cm2));双通路法对气体流量的测量范围为6X 10_9Pam3/s 6 X IO^12PamVs,(若表面积A = 6000cm2，放气率测量上限为I X KT12Pam3/(s cm2)，若表面积 A = 6000cm2，放气率测量下限为 I X 10_15Pam3/ (s cm2))。本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。一种具有自校准功能的复合型材料放气率测试系统，该系统包括:第一干泵、第二干泵、第一分子泵、第二分子泵、第三分子泵、第一超高全金属角阀、第二超高全金属角阀、第三超高全金属角阀、第四超高全金属角阀、第五超高全金属角阀、第六超高全金属角阀、第七超高全金属角阀、第八超高全金属角阀、第九超高全金属角阀、第十超高全金属角阀、吸气剂泵、第一小孔、第二小孔、第三小孔、第四小孔、四极质谱计、第一真空室、第二真空室、第一分离规、第二分离规、第一复合型真空规、第二复合型真空规、第一样品室、第二样品室、第三样品室、第四样品室、第一电容薄膜规，第二电容薄膜规、第一波纹管截止阀，第二波纹管截止阀、第三波纹管截止阀、第四波纹管截止阀、第五波纹管截止阀、第六波纹管截止阀、标准体积、超高全金属插板阀、电磁阀、稳压室、皮拉尼真空规、KF25接口波纹管截止阀、球阀及气源；其连接关系为:第一干泵与第一分子泵连接，第一超高全金属超高角阀两端分别与第一分子泵、第二分子泵连接，第二分子泵通过第一小孔与第一真空室连接；第二超高全金属角阀一端与消气剂泵连接，另一端与第一真空室连接；四极质谱计、分离规、第三超高全金属角阀及第二小孔、第三小孔分别与第一真空室连接；复合型真空规与第三超高全金属角阀和第四小孔连接，波纹管截止阀的另一端与第四小孔连接；第一样品室分别与第四超高全金属角阀、第五超高全金属角阀连接，超高全金属角阀与第二小孔连接，第二分离规分别与第五超高全金属角阀、第六超高全金属角阀的一端连接；第六超高全金属角阀、第七超高全金属角阀的一端分别与第二样品室连接，第七超高全金属角阀的另一端通与第三小孔连接；第二真空室分别与第一波纹管截止阀、第五波纹管截止阀、第六波纹管截止阀、第八超高全金属角阀、第九超高全金属角阀、第十超高全金属角阀及超高全金属插板阀连接；第一电容薄膜规与第一波纹管截止阀、第二波纹管截止阀、第三波纹管截止阀的一端连接，标准体积分别与第三波纹管截止阀的、第四波纹管截止阀及第五波纹管截止阀的另一端连接；第二复合型真空规与第九超高全金属角阀的另一端连接，第二电容薄膜规与第六波纹管截止阀的另一端连接；稳压室分别与皮拉尼真空规、第四波纹管截止阀、KF25接口波纹管截止阀及球阀连接，球阀的另一端与气源连接，KF25接口波纹管截止阀的另一端分别与第二干泵与电磁阀连接；超高全金属插板阀的另一端与第三分子泵连接，电磁阀的一端与第三分子泵连接，另一端与KF25接口波纹管截止阀和第二干泵连接，第四样品室和第十超高全金属角阀连接。第一样品室、第二样品室为石英玻璃制成的真空容器；第三样品室、第四样品室为不锈钢制成的真空容器。本实用新型还提供一种具有自校准功能的复合型材料放气率测试方法，包括步骤:(I)累积法测量S1、将处理好的样品放置在第三样品室中，与第八超高全金属角阀连接，将相同的第四样品室与第十超高全金属角阀连接，并检查以上连接处的密封性；S2、打开第二干泵、电磁阀及超高全金属插板阀对第二真空室抽气，打开第第八超高全金属角阀、第九超高全金属角阀、第六超波纹管截止阀和第二复合型真空规、第一电容薄膜规，在第二真空室中真空度小于IOPa后，打开第一波纹管截止阀，然后打开第三分子泵抽真空；S3、打开第二电容薄膜规，并在第二真空室中真空度小于IX 10_4Pa且正常工作4小时以上对第一电容薄膜规、第二电容薄膜规进行调零；S4、在第二真空室中真空度小于lX10_5Pa后，关闭第九超高全金属角阀，然后关闭超高全金属插板阀，记录第一电容薄膜规、第二电容薄膜规((22)是满量程为lOOOTorr的电容薄膜规，38是满量程为ITorr的电容薄膜规)压力随时间t的变化，测量结果为样品
及其管道等总的放气为
权利要求1.具有自校准功能的复合型材料放气率测试系统，其特征在于，该系统复合了累积法、动态流量法及双通路法三种材料放气率测试方法，集成了对真空规、质谱计的自校准功能；系统包括: 第一干泵(I)、第二干泵(39)、第一分子泵(2)、第二分子泵(4)、第三分子泵(33)、第一超高全金属角阀(3)、第二超高全金属角阀(7)、第三超高全金属角阀(12)、第四超高全金属角阀(14)、第五超高全金属角阀(16)、第六超高全金属角阀(18)、第七超高全金属角阀(20)、第八超高全金属角阀(29)、第九超高全金属角阀(35)、第十超高全金属角阀(46)、吸气剂泵(5)、第一小孔(6)、第二小孔(13)、第三小孔(19)、第四小孔(45)、四极质谱计(8)、第一真空室(9)、第二真空室(31)、第一分离规(10)、第二分离规(17)、第一复合型真空规(11)、第二复合型真空规(36)、第一样品室(15)、第二样品室(21)、第三样品室(28)、第四样品室(47)、第一电容薄膜规(22)，第二电容薄膜规(38)、第一波纹管截止阀(23)，第二波纹管截止阀(24)、第三波纹管截止阀(25)、第四波纹管截止阀(27)、第五波纹管截止阀(30)、第六波纹管截止阀(37)、标准体积(26)、超高全金属插板阀(32)、电磁阀(34)、稳压室(40)、皮拉尼真空规(41)、KF25接口波纹管截止阀(42)、球阀(43)及气源(44);其连接关系为: 第一干泵(I)与第一分子泵(2)连接，第一超高全金属超高角阀(3)两端分别与第一分子泵(2)、第二分子泵(4)连接，第二分子泵(4)通过第一小孔(6)与第一真空室(9)连接；第二超高全金属角阀(7) —端与消气剂泵(5)连接，另一端与第一真空室(9)连接；四极质谱计(8)、分离规(10)、第三超高全金属角阀(12)及第二小孔(13)、第三小孔(19)分别与第一真空室(9)连接；复合型真空规(11)与第三超高全金属角阀(12)和第四小孔(45)连接，波纹管截止阀(24)的另一端与第四小孔(45)连接；第一样品室(15)分别与第四超高全金属角阀(14)、第五超高全金属角阀(16)连接，超高全金属角阀与第二小孔(13)连接，第二分离规(17)分别与第五超高全金属角阀(16)、第六超高全金属角阀(18)的一端连接；第六超高全金属 角阀(18)、第七超高全金属角阀(20)的一端分别与第二样品室(21)连接，第七超高全金属角阀(20)的另一端通与第三小孔(19)连接；第二真空室(31)分别与第一波纹管截止阀(23)、第五波纹管截止阀(30)、第六波纹管截止阀(37)、第八超高全金属角阀(29)、第九超高全金属角阀(35)、第十超高全金属角阀(46)及超高全金属插板阀(32)连接；第一电容薄膜规(22)与第一波纹管截止阀(23)、第二波纹管截止阀(24)、第三波纹管截止阀(25)的一端连接，标准体积(26)分别与第三波纹管截止阀的(25)、第四波纹管截止阀(27)及第五波纹管截止阀(30)的另一端连接；第二复合型真空规(36)与第九超高全金属角阀(35)的另一端连接，第二电容薄膜规(38)与第六波纹管截止阀(37)的另一端连接；稳压室(40)分别与皮拉尼真空规(41)、第四波纹管截止阀(27)、KF25接口波纹管截止阀(42)及球阀(43)连接，球阀(43)的另一端与气源(44)连接，KF25接口波纹管截止阀(42)的另一端分别与第二干泵(39)与电磁阀(34)连接；超高全金属插板阀(32)的另一端与第三分子泵(33)连接，电磁阀(34)的一端与第三分子泵(33)连接，另一端与KF25接口波纹管截止阀(42)和第二干泵(39)连接，第四样品室(47)和第十超高全金属角阀(46)连接。
2.如权利要求1所述的具有自校准功能的复合型材料放气率测试系统，其特征在于:第一样品室(15)、第二样品室(21)为石英玻璃制成的真空容器；第三样品室(28)、第四样品室(47)为不锈钢制成的真空容器。
3.如权利要求1所述的具有自校准功能的复合型材料放气率测试系统，其特征在于:第二小孔、第三小孔的分子流导大于6L/s。
4.如权利要求1所述的具有自校准功能的复合型材料放气率测试系统，其特征在于:第一小孔优选直径约为50mm，厚度小于直径的1/200的圆形小孔；第四小孔是直径约为2um。`
专利摘要本实用新型属于测量技术领域，具体涉及一种具有自校准功能的复合型材料放气率测试系统。包括，干泵，分子泵，超高真空全金属角阀；吸气剂泵，小孔，四极质谱计，真空室，分离规，复合型真空规，样品室，电容薄膜规等器件；系统复合了累积法、动态流量法及双通路法三种材料放气率测试方法，可测试气体流量范围为1Pam3/s～6×10-12Pam3/s(若表面积A＝6000cm2，放气率测量下限达1×10-15Pam3/(s cm2))，系统覆盖了13个数量级材料放气量测试范围，采用的对称结构设计，提高了测试效率和数据的可靠性；同时系统能够对超高真空规、质谱计及气体微流量的自校准功能，具有功能多，集成度高等特点。
文档编号G01N7/14GK202947944SQ201220572180
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者卢耀文 申请人:卢耀文