如何校準熱傳導真空計

一、校準前的準備

1. 設備與環境要求

• 標準裝置：需使用精度高于被校真空計的儀器，如麥克勞德真空計（絕對真空計，適用于 10?1~103 Pa）、電容薄膜真空計（高精度相對真空計，適用于 10??~10? Pa）或動態流量法校準系統（寬量程）。

• 校準真空系統：包括真空室、真空泵組（能覆蓋被校真空計的測量范圍，如旋片泵 + 擴散泵）、閥門（控制壓力）、恒溫裝置（減少環境溫度影響）。

• 環境條件：溫度控制在（23±2）℃，相對濕度≤65%，避免振動和強電磁干擾（防止加熱絲或電路受影響）。

2. 被校真空計的檢查

• 外觀檢查：確認加熱絲、熱電偶等元件無損壞，接線牢固。

• 通電預熱：按說明書要求預熱（通常 30 分鐘以上），確保電路穩定。

二、校準方法（靜態比對法為主）

1. 抽真空至校準下限

• 啟動真空泵組，將校準真空室抽至被校真空計的zui低測量壓力（如 10?1 Pa），穩定 30 分鐘以上，確保系統壓力均勻。

2. 設置校準壓力點

• 從低壓力到高壓力（或反之），通過微調閥門向真空室引入惰性氣體（通常用氮氣，避免氣體種類對熱傳導的影響），設置至少 5 個均勻分布的校準點（覆蓋被校真空計的全量程，如 10?1 Pa、1 Pa、10 Pa、100 Pa、1000 Pa）。

• 每個壓力點需穩定 10~15 分鐘，待標準裝置和被校真空計讀數均穩定后記錄數據。

3. 數據記錄與處理

• 對每個壓力點，記錄標準裝置的壓力值（P 標）和被校真空計的輸出值（如電阻、電動勢或顯示壓力 P 測）。

• 計算誤差：每個點的絕對誤差 = P 測 - P 標，相對誤差 =（P 測 - P 標）/P 標 ×100%。

• 繪制校準曲線：以 P 標為橫坐標，P 測為縱坐標，或建立輸出信號與 P 標的函數關系（如線性擬合、多項式擬合）。

4. 校準結果驗證

• 選取 1~2 個非校準點（如 5 Pa、500 Pa）進行驗證，若誤差在允許范圍內（通常 ±10%~±20%，根據精度要求），則校準有效。

三、特殊注意事項

1. 氣體種類的影響

• 熱傳導真空計的測量結果與氣體的熱傳導系數相關（如氫氣、氦氣的熱傳導系數遠高于氮氣），校準需使用與實際工作中相同的氣體，或在非氮氣環境下進行修正（通過氣體種類修正系數）。

2. 環境溫度補償

• 環境溫度變化會影響加熱絲的散熱（如室溫升高時，熱源與環境的溫差減小，可能導致讀數偏低），校準系統需配備恒溫裝置，或在校準曲線中引入溫度補償系數。

3. 定期校準

• 熱傳導真空計的加熱絲可能因老化、污染（如真空系統中的油蒸氣附著）導致電阻變化，建議每 6~12 個月校準一次；若用于關鍵工藝（如食品真空包裝的質量控制），校準周期可縮短。

四、校準后的處理

• 生成校準報告：包含校準點數據、誤差范圍、校準曲線、環境條件等信息。

• 對于誤差超標的真空計，可通過儀器自帶的校準功能（如調整放大電路的增益）修正，或判定為不合格并更換。