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真空度测试仪采用磁控放电法进行测量。将真空开关灭弧室的两触头拉开一定的距离,施加电场脉冲高压,将灭弧室置于螺线管圈内或将新型电磁线圈置于灭弧室外侧,向线圈通以大电流,从而在灭弧室内产生与高压同步的脉冲磁场。这样,在脉冲强磁场和强电场的作用下,灭弧室中的带电离子作螺旋运动,并与残余气体分子发生碰撞电离,所产生的离子电流与残余气体密度即真空度近似成比例关系。对于不同的真空管型号(管型),由于其结构不同,在同等触头开距、同等真空度、同等电场与磁场的条件下,离子电流的大小也不相同。通过实验可以标定出各种管型的真空度与离子电流间的对应关系曲线。当测知离子电流后,就可以通过查询该管型的离子电流一真空度曲线获得该管型的真空度。真空度测试仪将灭弧室的两触头拉开一定的开距,施加脉冲高压,将电磁线圈环绕于灭弧室的外侧,向线圈通以大电流,从而在灭弧室内产生与高压同步的脉冲磁场,这样在脉冲磁场的作用下,灭弧室中的电子做螺旋运动,并与残余气体分子发生碰撞电离,所产生的离子电流与残余气体密度即真空度近似成比例关系。对于不同的真空管,在同等真空度条件下,离子电流的大小也不相同,当测知离子电流后,通过离子电流一真空度曲线,由计算机自动完成真空度的计算,并显示真空度值。真空度测试仪特点:1、可定量测量各种型号真空开关灭弧室内的真空度; 2、现场测量时不需拆卸真空开关; 3、测试结果准确可靠; 4、液晶汉字显示,操作更加简单方便; 5、可保存、打印、查看测试的试验数据; 6、仪器带有RS232通讯接口,可以连接计算机实现真空度-离子电流曲线下载、寿命估计等多种功能; 7、仪器重量轻,携带方便。 8.实现了真空灭弧室的免拆卸测量,直接显示真空度值,使真空断路器用户详细掌握灭弧室的真空状态,为有计划地更换灭弧室提供了可靠的依据,为电网的安全运行提供了有力保障,克服了工频耐压法仅能判断灭弧室是否报废的缺陷。真空度测试仪技术参数1. 真空度测量范围: 9.999×10-1~1×10-5 2. 离子电流测量范围: 9.999×10-1~1×10-7 3. 测量误差: 10% 4. 测量分辨率: 10-5pa 5. 允许环境温度: -20℃~50℃ 6. 空气湿度: ≤80%RH 7. 电源: AC/220V/50Hz±10% 8. 外型尺寸: 420×290×210(mm) 9. 高压输出: 脉冲30kV15kHz
真空度测试仪的使用注意事项如下: 1、真空度测试仪属精密仪器,电路板布线密度较大,一般要求存放于较干燥的地方。若环境较潮湿,则应经常通电。 2、若测试后电流值显示为零,应检查灭弧室表面是否清洁。因为表面不清洁可能使漏电的变化值大于电离电流值,这样,测量值减去漏电后小于零,而被仪器判为零。发生这种情况后,将灭弧室表面檫干净,再做试验,一般来说这样得到的真空度值较精确。 3、在使用真空度测试仪时,高压输出线不得触及人体,以防触电。 4、高压指示灯亮时,不要触及高压线和磁控电流线,以防触电。 5、拆装打印纸在仪器先断电的情况下进行,以免损坏打印机。换纸时,将前面板打开,用食指和拇指捏紧打印机两端的两夹片轻轻拖出打印机,使出纸口略高于仪器面板,但不能拖出距离太大,将新纸端口部分剪成尖头状,插入打印机的进纸口,打开仪器电源开关,按下打印键,使纸从打印机的上端走出一段距离,插入面板出口缝导出。盖好打印机面板,装纸完毕。 6、真空度测试仪无任何用户可维修的部件,如出现故障,请专业人员维修,或与供应商联系,切勿擅自打开仪器,以免发生意外或造成不必要的损失。 7、真空度测试仪真空度测量范围在9.999×10-1~1×10-5之间,离子电流测量范围在9.999×10-1~1×10-7之间,当真空管的真空度大于10-2Pa或离子电流大于500uA时建议该真空管报废。 8、若真空管内压力等于大气压(即真空管破损),真空度测试仪测量范围内,本仪器则拒绝检测,返回初始状态。
1. 测试目的 美国国家标准与技术研究院(NIST)出品的标准参考材料泡沫聚苯乙烯板SRM 1453主要用于281~313 K温度范围内各种热导率测试仪器和设备的标定和校准,是目前国内外各种低热导率测试方法(稳态保护热板法和稳态热流计法)热导率测试的计量溯源,同样此标准参考材料也可以用于瞬态平面热源法热导率测试的标定和校准,以验证测试方法和测试设备的测量准确性。为此,采用上海依阳公司出品的瞬态平面热源法热导率测试系统对NIST SRM 1453标准参考材料进行热导率测试,以期实现以下目的:(1)评测和验证上海依阳公司瞬态平面热源法热导率测试系统的测量准确性,重点验证低导热材料(热导率0.03W/mK左右)测量的准确性。(2)NIST标准参考材料SRM 1453是一种典型的泡沫聚苯乙烯板,由于低密度和具有一定气孔率,所以这种材料的热导率会随真空度增高而减小。因此希望通过在不同真空度下测试SRM 1453的热导率,评估上海依阳公司瞬态平面热源法热导率测试系统测量极低热导率(小于0.03W/mK)的能力。(3)通过真空控制和真空腔提供变真空测试环境,在1E-04~1E+03Pa覆盖七个数量级的真空度变化范围内,测试NIST标准参考材料SRM 1453在不同真空度下的热导率,得到一条热导率随真空度变化的完整曲线,以期获得热导率随真空度变化的规律。2. 低温变真空瞬态平面热源法热导率测量系统 瞬态平面热源法热导率测量系统是依阳公司低温变真空环境热物理性能测试系统的一部分,采用HOTDISK公司配套产品进行热导率测试,配套主机如图1所示。选择HOTDISK公司的这台测量装置进行配套,主要考虑了以下几方面因素:(1)在采用瞬态平面热源法测试过程中,只需要简单地将探头固定在两块被测试样之间,在试样和探头温度恒定后,测试过程迅速。这样使得与试样直接发生关系的相关装置非常简单,便于对被测试样加载各种环境条件,这非常有助于进行低温和真空环境的材料热导率测试。 (2)瞬态平面热源法的热导率测试范围宽泛,基本可以覆盖绝大多数材料的热导率测试。有此采用一台这种测试仪器就可以实现金属和非金属的热导率测试,特别是低温和深低温环境下多涉及隔热材料和金属结构材料,以往至少需要两套大型测试设备才能分别实现隔热材料和金属材料的热导率测试,现在可以通过一套设备完美的解决热导率测试问题。(3)瞬态平面热源法热导率测试核心装置比较小,所需试样尺寸也不大,这就为多试样同时测量提供了可能。低温变真空环境材料热物理性能测试系统如图2所示,这套系统除了可以进行热导率测试能力之外,主要功能是模拟空间低温高真空环境,测试空间材料的低温热辐射性能。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602041708_584268_3384_3.png图1 瑞典HOTDISK公司热常数分析仪http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602041721_584269_3384_3.jpg 图2 低温变真空环境材料热物理性能测试系统低温变真空瞬态平面热源法热导率测量系统主要技术指标如下:(1)温度范围:-200℃~200℃(任一点可控)。 (2)真空度范围: 1E-06Pa~1E+05Pa(可控制范围 1E-01Pa~1E+05Pa)(3)热导率测试范围:400W/mK以下。3. 试样和测试卡具 将购置的厚度为14mm的NIST标准材料材料SRM 1453切割成100mm见方的正方形,如图3所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602041721_584270_3384_3.jpg图3 NIST标准材料材料SRM 1453测试试样和测试卡具整体放置在如图4所示的真空腔体内,如图5所示将被测的NIST标准材料材料SRM 1453放入测试卡具内,如图6所示试样和探测器压紧后关闭真空腔,即可进行真空度的控制和热导率测试。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602041721_584271_3384_3.jpg图4 低温高真空腔体 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602041721_584272_3384_3.jpg图5 测试试样和测试卡具http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602041721_584273_3384_3.jpg图6 试样安装完毕后的待测状态4. 测试结果 在NIST标准参考材料SRM 1453不同真空度下热导率测试过程中,首先在常温常压下进行测试,然后再逐渐提高真空度并进行真空度控制,真空度控制精度达到5‰,稳定性优于1%。每个真空度至少恒定半小时后再开始热导率测量,每个真空度下进行2次重复性测量,任何2次测量间隔至少30分钟以上。由于NIST标准参考材料SRM 1453比较薄,厚度为14mm,由此在测试中采用了小尺寸的探头,编号C5501。整个测试过程中,试样温度保持在室温范围内,温度范围为22℃~23℃。为了便于测量控制及描述,真空度单位采用Torr,测试结果如下表所示。表中的试验参数表示测试过程中的探头加热功率(豪瓦)和测试时间(秒)。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602041722_584275_3384_3.png将以上测试结果绘制成横坐标为真空度、纵坐标为热导率的对数坐标曲线,如图7所示。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602041721_584274_3384_3.jpg图7 NIST标准参考材料SRM 1453常温不同真空度下的热导率测试结果5. 分析与结论 按照NIST所提供的SRM 1453热导率标准数据,在常温22℃的常压环境下,热导率标准数据为0.03348W/mK。按照上述的测试结果,在常温22℃的常压环境下,多次热导率重复性测量测试结果范围为0.03226~0.03251 W/mK,偏差范围为2.90%~3.65%,完全处于±5%的误差范围内。另外,从图7所示的测试结果可以看出,整