진공 게이지 검교정 방법

공유 방법

용어 정의

이러한 용어는 일상적인 사용에서 혼동되는 경우가 많기 때문에 분명한 정의가 먼저 제시됩니다.

조정

조정 또는 튜닝은 기기의 올바른 설정을 의미합니다. 예를 들어, THERMOVAC의 진공(0) 및 대기를 설정하거나 ‌‌헬륨 누출 감지기‌‌에서 질량 분광계를 질량 4로 설정하는 것 등이 있습니다.

검교정 검사

검교정 검사는 특별히 공인된 인력(표준국)의 특정 법 규정에 따른 표준과의 비교를 의미합니다. 공장 검교정이라고도 합니다. 이 정기 검사의 결과가 양성인 경우 다음 운영 기간(예: 3년)에 대한 운영 허가서가 필요하며, 스티커 또는 봉인납을 사용하여 외부인이 볼 수 있어야 합니다. 결과가 음성인 경우 운영에서 계기를 제외해야 합니다.

검교정

검교정은 특별히 공인된 인력(검교정 시설)의 특정 법 규정에 따른 표준과의 비교를 의미합니다. 이 절차의 결과는 표준에서 검교정되는 계기의 판독값 편차를 포함하는 검교정 인증서입니다. 검교정 시설은 이 검교정 작업을 수행합니다. 여기에서 발생하는 한 가지 문제는 표준이 얼마나 양호한지와 검교정이 실시되는 장소에 대한 것입니다. 이러한 표준은 독일 검교정 서비스(DKD)의 검교정 시설에서 검교정됩니다. 독일 검교정 서비스는 연방물리기술연구소(PTB)에서 관리합니다. 이곳의 역할은 산업 측정 목적으로 사용되는 측정 및 시험 장비가 공식 표준에 부합하는지 확인하는 것입니다. DKD의 체계 내에서 진공 게이지 및 누출 시험은 검교정 PTB에 의해 Leybold 및 다른 회사에 할당되었습니다. 필요한 검교정 펌프 벤치는 DIN 28 418에 따라 설정된 후 PTB에서 검사 및 수락했습니다. DKD 시설의 표준인 이른바 전송 표준(기준 진공 게이지)은 PTB에서 정기적으로 직접 검교정됩니다. 모든 진공 게이지는 쾰른에서 Leybold에 의해 공정하게 검교정됩니다. DKD 검교정 인증서는 검교정에 있는 모든 특성 데이터와 함께 발행됩니다.

연방물리기술연구소의 표준은 소위 국가 표준입니다. 충분한 측정 정확도를 보장하거나 검교정에서 가능한 수준에서 측정 불확실성이 거의 없도록 PTB는 대체로 기본 방법을 적용하여 측정을 수행합니다. 예를 들어, 하중 및 영역 측정을 통해 검교정 압력을 설명하거나 물리적 법칙에 따라 기체를 희석시킵니다. PTB에 이르는 더 많은 자격을 갖춘 검교정 시설에서 연 1회 실시하는 일련의 표준 계기 재검교정을 "국가 표준 재설정"이라고 합니다. 또한 독일 연방물리기술연구소(PTB)에서 적용하는 것과 유사한 방법을 국가 표준 기관에서 수행합니다. 그림 3.17은 PTB의 압력 척도를 나타냅니다. 검교정 가이드라인은 DIN 표준(DIN 28 416) 및 ISO 제안서에 명시되어 있습니다.

그림 3.17 베를린 연방물리기술연구소(PTB)의 압력 척도: 질소 압력 척도

기본 압력 측정 방법의 예(진공 게이지 검교정을 위한 표준 방법)

a) 기준 게이지로 압력 측정

이러한 계기의 예로는 커패시턴스 다이어프램 게이지가 있으며, 이 게이지의 기준 버전은 10^-4mbar에 이르는 놀라운 정밀도로 측정할 수 있습니다(직접 압력 측정 페이지 참조). 이보다 낮은 수준으로는 SRG 및 열음극 게이지가 일반적인 기준으로 사용됩니다(간접 압력 측정 페이지 참조).

b) 인지된 압력의 생성, 정적 팽창 방법

매개변수 p, V 및 T가 정확하게 인지된 기체의 특정 양을 기준으로(p는 U자형 튜브 또는 McLeod 진공 게이지와 같은 기준 게이지의 측정 범위 내에 있음), 여러 단계의 팽창을 통해 이온화 게이지의 작동 범위 내에 속하는 저압에 도달합니다.

부피 V₁이 있는 기체가 부피 (V₁ + V₂)로 팽창되고, V₂에서 (V₂ + V₃)으로 팽창되는 등과 같은 경우 n단계의 팽창 이후 획득하는 값:

(3.7)

p1 = mbar 단위로 직접 측정된 초기 압력

pn = 검교정 압력

여기에서 부피는 가능한 정확하게 알려지고(그림 3.18 참조) 온도는 일정하게 유지되어야 합니다. 이 방법을 사용하려면 기구를 매우 깨끗하게 유지하고 허용 오차 범위를 초과하는 탈착 또는 흡착 효과로 인해 가스 양이 변할 수 있는 압력 한도에 도달해야 합니다. 경험에 따르면 이 하한값은 약 5 · 10^-7mbar입니다. 이 방법을 정적 팽창 방법이라고 하는데, 정지 상태의 기체의 압력과 부피가 결정적인 변수이기 때문입니다.

그림 3.18 정적 확장을 통한 저압 생성

c) 동적 팽창 방법

부피 1
부피 2
주입구 밸브(전도도 L1)
전도도 L2가 있는 개구부
밸브
펌프 시스템
밸브
기체 저장소
밸브
LN2 콜드 트랩
펌프 시스템
U자형 튜브 진공 게이지
McLeod 진공 게이지
밸브
검교정된 이온화 게이지 튜브
펌프(펌핑 속도 PSp)
기체 입구
질량 분광계
검교정할 19, 20 게이지
검교정할 누드 게이지
베이크 아웃 퍼니스

이 검사 방법에 따라 검교정 압력 p는 일정한 처리율 Q에서 기체를 진공 챔버로 주입하는 동시에 기체가 펌핑 속도가 S로 일정한 펌프 장치에 의해 챔버 밖으로 펌핑되는 과정에서 발생합니다. 평형 상태에서 다음이 등식 1.10a에 따라 적용됩니다.

(1.10a)

p = Q/S

Q는 정압이 우세한 공급 용기로부터 검교정 챔버로 흐르는 기체의 양이나 인지된 전도도를 통해 측정된 압력에서 검교정 챔버로 흐르는 기체의 양으로부터 구합니다. 입구 밸브 앞의 압력은 기준 게이지로 측정할 수 있을 만큼 충분히 높아야 합니다. 밸브의 입구 개구부(작은 모세관, 소결체)는 d << λ 조건이 충족(예: 분자 흐름)되고 그에 따라 입구 밸브에서 일정한 전도도를 얻을 수 있는 수준으로 작아야 합니다. 이후 기체의 양은 p₁ · L₁로 정의되는데, 여기에서 p₁은 입구 밸브 앞의 압력, L₁은 밸브의 전도도입니다. 펌핑 시스템은 최대한 얇은 벽(스크린 전도도)와 펌핑 속도가 PSp인 펌프에서의 전도도 L₂를 사용하여 정밀하게 측정된 개구부가 포함됩니다.