《真空氦漏孔校準規范》征求意見稿

一、        任務來源
經全國壓力計量技術委員會向國家質量監督檢驗檢疫總局申報，由中國計量科學研究院、上海東貝真空設備有限公司、國防科技工業真空一級計量站、浙江省計量科學研究院制定本校準規范。國家質檢總局已于2013年4月通過審定并批準立項，以“國質檢量函［2013］101號”文正式下達制訂任務。

二、        校準規范制定的必要性
真空氦漏孔是一種在規定條件下，向小于1000Pa的真空系統中提供已知氣體流量的計量標準器具，主要用于校準氦質譜檢漏儀，氦質譜檢漏儀廣泛應用于航天、電子等行業。所有需要發射的衛星、火箭，都需要使用氦質譜檢漏儀檢漏，以保證其氣密性。而民用的電子行業，各種電真空器件也同樣需要用氦質譜檢漏儀檢漏，以保證其使用壽命和性能。隨著近年來真空檢漏技術的發展，10-8Pa?m3/s量級的檢漏已經不能滿足工業需求，很多產品都需要在10-10Pa?m3/s的條件下進行檢漏，以保證產品質量。目前（10-10~10-9）Pa?m3/s范圍內的真空氦漏孔還沒有相應的校準規范，給用戶溯源帶來了困難。為確保量值的準確一致，制定本校準規范，以填補該標準器具溯源依據文件的空白。

三、        制定規范的簡要過程
3.1 調研情況
3.1.1 生產情況
目前國內主要有信息產業部電子12所、上海東貝、廣州新龍浩、合肥皖儀、成都愛發科等生產，年產量在800臺件左右。國外主要有：Leybold公司、Inficon公司、Varian公司、ALCATEL公司、BLI公司等，在中國的年銷售量在1000臺件以上。
3.1.2 使用情況
使用氦質譜檢漏技術對真空系統進行檢漏的行業，例如：航空航天、電子、汽車、空調等行業。

3.2 主要內容說明
3.2.1 范圍：
本校準規范規定的適用范圍是：漏率在（1×10-10~1×10-4）Pa?m3/s范圍內，出口端壓力小于1kPa，使用氦氣作為示蹤氣體的漏孔。適用范圍的確定主要從以下幾個方面考慮：一是普遍性，目前市場上能夠見到的真空氦漏孔，漏率大多在（1×10-10~1×10-4）Pa?m3/s范圍內；二是適用性，本校準規范不包含正壓漏孔，主要由于正壓漏孔校準使用的標準器與真空漏孔有很大的不同，校準方法也完全不一樣，故而沒有把正壓漏孔包含在本校準規范中；三是可操作性，本規范的制定，考慮到全國各地計量部門能夠依據本規范比較容易地建立起校準裝置，通過對人員的培訓就能夠開展對真空氦漏孔的校準業務。
3.2.2 標準裝置
在本校準規范中，共列出了三類測量標準裝置，分別是：流量計法校準裝置、定量氣體法校準裝置和相對比較法校準裝置，這三類標準裝置涵蓋了國內計量機構現有的所有裝置類型。其中相對比較法標準裝置由于操作程序簡單，方便進行量值溯源和標準考核，故而推薦省、市級計量機構建立相對比較法校準裝置。
3.2.3 環境溫度
真空漏孔，特別是滲氦型真空漏孔的溫度系數較大，通常為3.5%/K，故而在同一溫度下測量的漏率值才有可比性，因此，校準漏孔時的環境溫度應盡量接近23℃。雖然少量的溫度偏離可以通過修正得到23℃的漏率值，但由于溫度系數的不準確，將引入附加的不確定度。
滲氦型真空漏孔的溫度反應很慢，通常需要幾個小時才能與環境溫度一致，因此，需要在實驗室環境條件下放置12小時以上，并且應保持實驗室環境溫度在23℃附近。
3.2.4 校準方法
本規范中共編寫了三種不同類型裝置的校準方法，應根據計量機構建標裝置類型，選擇其一對漏孔進行校準。
流量計法和定量氣體法，應盡量調節裝置給出的氣體量或流量，使得質譜計的氦峰離子流保持與漏孔狀態一致，這樣可以減小質譜計線性帶來的不確定度。如果偏離較大，則該項不確定度將成為最主要項，應重新對校準漏孔得到的不確定度進行評估。
相對比較法是最方便，最快速的校準方法，是BS EN 13192-2002著重推薦的校準真空漏孔的方法。該方法的缺陷是，如果標準漏孔與被測漏孔漏率值相差較大時，將檢漏儀或質譜計顯示結果按照正比關系處理，由于非線性造成的不確定度較大。因此，應選擇與被測漏孔漏率值盡量接近的標準漏孔，可以通過增加標準漏孔個數來達到這一目的。
3.2.5 安裝和運輸
滲氦型標準漏孔，內部是壁厚在1mm左右的石英玻璃，非常易碎，故而安裝和運輸時應非常小心，輕拿輕放。部分客戶不了解漏孔結構，在送檢過程中粗暴運輸，造成石英玻璃損壞，因此計量人員接受儀器時，應先進行初檢，以保證漏孔完好。

中國計量科學研究院

真空氦漏孔校準規范

于紅燕

13522308335

yuhy@nim.ac.cn