动态真空校准装置的设计

doi:10.12060/j.issn.1000-7202.2019.01.08

宇航计测技术 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (1): 35-39.doi: 10.12060/j.issn.1000-7202.2019.01.08

动态真空校准装置的设计

习振华¹；李得天¹；成永军¹；孙雯君¹；裴晓强¹；袁征难¹

1、兰州空间技术物理研究所，真空技术与物理重点实验室，甘肃兰州 730000

出版日期:2019-02-25 发布日期:2019-02-25
作者简介:习振华（1984.06-），男，高级工程师，硕士，主要研究方向：真空计量技术。
基金资助:
国家自然科学基金（61501212），甘肃省科技重大专项计划（17ZD2WA001）资助项目。

Design of Dynamic Vacuum Calibration Apparatus

XI Zhen-hua¹；LI De-tian¹；CHENG Yong-jun¹；SUN Wen-jun¹；PEI Xiao-qiang¹；YUAN Zheng-nan¹

1、Science and Technology on Vacuum Technology and Physics Laboratory,Lanzhou Institute of Physics,Lanzhou 730000,China

Online:2019-02-25 Published:2019-02-25

摘要/Abstract

摘要： 动态真空校准装置由供气系统、抽气系统、校准系统、烘烤系统、测控及分析系统五部分组成。利用快开超高真空插板阀与限流元件组合的方法，在20ms至1s的时间范围内实现标准压力10⁵Pa至100Pa范围的瞬态阶跃变化。采用稀薄流下DSMC法与连续流下Navier-Stokes方程相结合的模型，确定快速膨胀过程中标准压力时间常数。动态真空校准装置预计达到的技术指标为校准范围10^-1Pa～10⁵Pa，合成标准不确定度小于15%。

关键词: 真空计量, 动态真空, 校准装置, 非平衡态, 响应时间, 真空计

Abstract: A novel apparatus has been designed to calibrate vacuum gauge for its response characteristic,which consists of gas supply system,pumping system,baking system,calibration system and control system.In order to establish transient step about dynamic vacuum in the pressure range from 10⁵Pa to 10²Pa during 20 ms to 1 s,a very fast-opening ultra-high vacuum gate valve and flow limiting element are combined.By virtue of a hybrid model of continuum part(Navier-Stokes equation) and the rarefied part(DSMC),the flow states of rarefied gas along the flow limiting element and very fast-opening ultra-high vacuum gate valve could be acquired by finite element software,corresponding to the time constant of standard [JP2]pressure.The standard pressure ranges from 10^-1Pa to 10⁵Pa with a combined standard uncertainty less than 15%.

Key words: Vacuum metrology, Dynamic vacuum, Calibration equipment, Non-equilibrium state, Response time, Vacuum gauge

习振华, 李得天, 成永军, 孙雯君, 裴晓强, 袁征难. 动态真空校准装置的设计[J]. 宇航计测技术, 2019, 39(1): 35-39.

XI Zhen-hua, LI De-tian, CHENG Yong-jun, SUN Wen-jun, PEI Xiao-qiang, YUAN Zheng-nan. Design of Dynamic Vacuum Calibration Apparatus[J]. Journal of Astronautic Metrology and Measurement, 2019, 39(1): 35-39.

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