【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及供给标准气体，更为具体来说，本专利技术涉及一种量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置及方法。
技术介绍
1、文献“量子真空计量标准中的非极性稀薄气体折射率测量研究，《物理学报》第70卷第4期、2021年4月、040601-1～9页”，介绍了基于光学干涉法的中低真空量子计量标准装置及方法。该文献指出，fabry-perot光学谐振腔作为装置的核心组件，其物理长度的稳定性与装置性能具有重要的关联性，需要其具有良好的热稳定性，故广泛采用ule（ultra lowexpansion）、zerodur玻璃材料用于制作谐振腔；与此同时，鉴于he为目前微观极化参数计算精度最高的气体，标准需采用氦气进行实验，但该类玻璃材料对氦气具有较高的吸附、扩散特性，宏观表现为渗透率参数，故对该参数进行准确的测量与评估对装置计量特性提升具有重要的作用。国内外对于该类材料he的渗透率测试尚没有统一、公认的方法及装置。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置及方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置，该装置包括：第一微调真空阀、电容薄膜真空计、充气室、第二微调真空阀、磁悬浮转子
3、所述氦气瓶与所述充气室连接，连接的管路上依次设置有所述第二真空阀门、所述第一微调真空阀；
4、所述充气室上连接有所述电容薄膜真空计、所述第一真空抽气机组，与所述第一真空抽气机组连接的管路上设置有所述第三真空阀门；
5、所述充气室与所述测试室a连接，连接的一条管路上设置有第二微调真空阀，另一条管路上设置有所述kf接口、所述被测玻璃材料；
6、所述测试室a上连接有所述磁悬浮转子真空计；
7、所述测试室a与所述测试室b连接，连接的管路上设置有所述第一真空阀门；
8、所述测试室b上连接有所述四极质谱计、所述第二真空抽气机组，与所述第二真空抽气机组连接的管路上设置有所述第四真空阀门；
9、所述测试室a与所述测试室b容积相同、材料相同。
10、根据一种优选实施方式，所述被测玻璃材料为圆形薄片形状，直径范围为30 mm~40 mm，厚度范围为2 mm~3 mm。
11、根据一种优选实施方式，所述四极质谱计的最小可检分压力小于等于1×10-10pa。
12、根据一种优选实施方式，所述电容薄膜真空计测量的准确度应为±0.15%以内。
13、根据一种优选实施方式，所述磁悬浮转子真空计的稳定性小于等于1%/年。
14、根据一种优选实施方式的另一方面，本申请实施例提供了一种量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试方法，该方法包括：
15、步骤1，将所述被测玻璃材料固定于所述kf接口；
16、步骤2，开启所述第一真空抽气机组、所述第二真空抽气机组，打开所述第一真空阀门、所述第三真空阀门、所述第四真空阀门，对所述充气室、所述测试室a、所述测试室b以及连接管路进行抽气，打开所述充气室上连接的所述电容薄膜真空计、所述测试室a上连接的所述磁悬浮转子真空计，当所述测试室a、所述测试室b内的压力低于10-2pa数量级时，打开所述四极质谱计；
17、步骤3，经连续抽气使得所述充气室、所述测试室a、所述测试室b达到极限真空度；
18、步骤4，当所述四极质谱计、所述电容薄膜真空计、所述磁悬浮转子真空计稳定24小时以上后，关闭所述第三真空阀门、所述第四真空阀门，对所述电容薄膜真空计、所述磁悬浮转子真空计分别进行调零、扣除残余阻尼操作；
19、步骤5，打开所述第二真空阀门，调节所述第一微调真空阀，由所述氦气瓶向所述充气室内充入氦气，根据测试要求调节进气压力，并记录对应的所述电容薄膜真空计的示值；
20、步骤6，记录所述磁悬浮转子真空计的初始示值、所述四极质谱计的氦分压力离子流初始值，调节所述第二微调真空阀直至所述磁悬浮转子真空计的示值达到10-2pa量级，记录此时所述磁悬浮转子真空计、所述四极质谱计的示值；
21、步骤7，根据步骤6所测数据，计算所述四极质谱计的氦气灵敏度；
22、步骤8，打开所述第四真空阀门，对所述测试室a、所述测试室b重新抽气至极限真空度；
23、步骤9，关闭所述第一真空阀门、所述第四真空阀门，记录所述四极质谱计的离子流在5min~180min内的变化量；
24、步骤10，打开所述第一真空阀门，重复步骤8；
25、步骤11，关闭所述第四真空阀门，记录所述四极质谱计的初始离子流值，经过步骤9所用的时间后，记录由所述被测玻璃材料氦气渗透导致的所述四极质谱计的离子流上升后的量值；
26、步骤12，计算所述被测玻璃材料的渗透率。
27、根据一种优选实施方式，在步骤2之前还包括：对所述被测玻璃材料、所述kf接口进行检漏保证符合要求。
28、本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
29、在本申请实施例中，所述一种量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置，包括：第一微调真空阀、电容薄膜真空计、充气室、第二微调真空阀、磁悬浮转子真空计、测试室a、第一真空阀门、测试室b、四极质谱计、氦气瓶、第二真空阀门、第一真空抽气机组、第三真空阀门、被测玻璃材料、第四真空阀门、kf接口、第二真空抽气机组，其中：所述氦气瓶与所述充气室连接，连接的管路上依次设置有所述第二真空阀门、所述第一微调真空阀；所述充气室上连接有所述电容薄膜真空计、所述第一真空抽气机组，与所述第一真空抽气机组连接的管路上设置有所述第三真空阀门；所述充气室与所述测试室a连接，连接的一条管路上设置有第二微调真空阀，另一条管路上设置有所述kf接口、所述被测玻璃材料；所述测试室a上连接有所述磁悬浮转子真空计；所述测试室a与所述测试室b连接，连接的管路上设置有所述第一真空阀门；所述测试室b上连接有所述四极质谱计、所述第二真空抽气机组，与所述第二真空抽气机组连接的管路上设置有所述第四真空阀门；所述测试室a与所述测试室b容积相同、材料相同。所述一种量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试方法，包括：步骤1，将所述被测玻璃材料固定于所述kf接口；步骤2，开启所述第一真空抽气机组、所述第二真空抽气机组，打开所述第一真空阀门、所述第三真空阀门、所述第四真空阀门，对所述充气室、所述测试室a、所述测试室b以及连接管路进行抽气，打开所述充气室上连接的所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置，其特征在于，包括：第一微调真空阀、电容薄膜真空计、充气室、第二微调真空阀、磁悬浮转子真空计、测试室A、第一真空阀门、测试室B、四极质谱计、氦气瓶、第二真空阀门、第一真空抽气机组、第三真空阀门、被测玻璃材料、第四真空阀门、KF接口、第二真空抽气机组，其中：
2.根据权利要求1所述的量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置，其特征在于，所述被测玻璃材料为圆形薄片形状，直径范围为30 mm~40 mm，厚度范围为2 mm~3mm。
3.根据权利要求1所述的量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置，其特征在于，所述四极质谱计的最小可检分压力小于等于1×10-10 Pa。
4.根据权利要求1所述的量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置，其特征在于，所述电容薄膜真空计测量的准确度应为±0.15%以内。
5.根据权利要求1所述的量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置，其特征在于，所述磁悬浮转子真空计的稳定性小于等于1%/年。
6.一种量子真空计量标准用玻璃材料氦
7.根据权利要求6所述的量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试方法，其特征在于，在步骤2之前还包括：对所述被测玻璃材料、所述KF接口进行检漏保证符合要求。
...【技术特征摘要】
1.一种量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置，其特征在于，包括：第一微调真空阀、电容薄膜真空计、充气室、第二微调真空阀、磁悬浮转子真空计、测试室a、第一真空阀门、测试室b、四极质谱计、氦气瓶、第二真空阀门、第一真空抽气机组、第三真空阀门、被测玻璃材料、第四真空阀门、kf接口、第二真空抽气机组，其中：
2.根据权利要求1所述的量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置，其特征在于，所述被测玻璃材料为圆形薄片形状，直径范围为30 mm~40 mm，厚度范围为2 mm~3mm。
3.根据权利要求1所述的量子真空计量标准用玻璃材料氦气渗透率测试装置，其特征在于，所述四极质谱计的最小可检分压力小于等于1×1...
【专利技术属性】
技术研发人员：习振华，贾文杰，李刚，郭美如，任正宜，范栋，张虎忠，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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