《真空技术+真空泵性能测量标准方法+第1部分：总体要求gbt+40344.1-2021》详细解读

《真空技术真空泵性能测量标准方法第1部分：总体要求gb/t40344.1-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4符号5测试方法5.1流量法测量体积流率(抽速)5.1.1概述contents目录5.1.2流量法的测试罩5.1.3测试装置5.1.4体积流率的测定5.1.5测量步骤5.1.6测量不确定度5.1.7测量评估5.2小孔法测量体积流率(抽速)5.2.1概述contents目录5.2.2小孔法的测试罩5.2.3测量装置5.2.4体积流率的测定5.2.5小孔法测量步骤5.2.6压力测量仪表的调整5.2.7体积流率的测量5.2.8测量不确定度5.2.9测量评估contents目录5.3抽气法测量体积流率(抽速)5.3.1概述5.3.2抽气法的测试罩5.3.3速动阀5.3.4测量装置5.3.5体积流率的确定5.3.6测量步骤5.3.7适用范围contents目录5.3.8测量评估5.3.9测量不确定度5.4基础压力测量5.4.1运行条件5.4.2基础压力>10-4Pa下的测试步骤5.4.3基础压力<10-4Pa下的测试步骤5.4.4测量评估5.5压缩比和临界前级压力测量contents目录5.5.1测量装置5.5.2压缩比和临界前级压力的测定5.5.3测量步骤5.5.4测量不确定度5.5.5测量评估5.5.6测量极高压缩比时的特殊建议附录A(资料性附录)一些重要气体的平均自由程contents目录附录B(资料性附录)测量不确定度参考文献011范围03真空泵的辅助设备和系统，如冷却水系统、电气控制系统等，其性能也纳入本标准考虑范围内。01该标准适用于各类真空泵，包括但不限于旋转式、滑阀式、罗茨式等。02无论是单级还是多级真空泵，其性能测量均应遵循本标准的总体要求。1范围022规范性引用文件123该标准中涉及到了质量管理体系的基础和术语，为真空泵性能测量提供了通用的管理框架。GB/T19000此标准详述了真空技术中常用的术语和定义，确保在真空泵性能测量中使用统一的术语。GB/T24716关于真空技术中常用的压力和真空度的测试方法，为真空泵性能测量提供了关键的技术支持。GB/T31632规范性引用文件033术语和定义真空度指真空状态下，单位体积内气体分子数相对于大气状态下气体分子数的稀少程度，常用单位包括帕斯卡（Pa）和托（Torr）。抽气速率表示真空泵在单位时间内从被抽容器中抽除气体体积的能力，单位通常是立方米每小时（m³/h）或升每秒（L/s）。极限真空指真空泵在特定条件下所能达到的最低真空度，受泵的结构、性能以及环境温度等因素影响。3术语和定义044符号在真空技术中，为了确保全球范围内的统一性和可比性，使用了一系列标准化的符号来表示不同的参数和量值。标准化符号符号的定义和使用需严格遵守相关标准，以确保其准确性和可靠性，避免因误解或混淆而引发问题。符号的准确性随着真空技术的不断发展，相关符号也需要进行适时的更新和修订，以适应新的技术需求。符号的更新与修订4符号055测试方法定义抽气速率是指真空泵在单位时间内排除气体体积的能力。测量方法采用标准容积法或流量计法，通过测量被抽容器内气体压力的变化来确定抽气速率。注意事项测量时应确保系统密封良好，避免气体泄漏影响测量结果。5测试方法065.1流量法测量体积流率(抽速)流量法定义通过测量真空泵入口处气体流量来确定泵的抽速。适用范围适用于各种类型的真空泵，包括机械泵、扩散泵等。测量目的评估真空泵的性能指标，为泵的选用提供依据。5.1流量法测量体积流率(抽速)075.1.1概述

5.1.1概述标准制定背景介绍真空技术及真空泵在各个领域的重要应用，以及国内外对真空泵性能测试方法的标准化需求。标准制定目的阐明制定该标准旨在规范真空泵的性能测量方法，提高测量结果的准确性和可靠性，为真空泵的研发、生产、使用等提供技术支撑。标准覆盖范围概述该标准所适用的真空泵类型、性能参数范围以及相关的测量方法和要求。085.1.2流量法的测试罩定义与用途01流量法的测试罩是真空泵性能测量中的关键部件，用于模拟实际工作条件下泵的抽气过程，从而准确测量泵的抽速、极限压力等性能参数。结构特点02测试罩通常采用金属材料制成，具有足够的强度和密封性。其设计应确保被测泵能够方便安装与拆卸，同时内部结构应合理，以减小对测量结果的影响。使用注意事项03在使用流量法的测试罩时，需确保测试罩与被测泵连接处的密封性良好，防止气体泄漏。此外，测试罩应定期进行校准和维护，以确保测量结果的准确性和可靠性。5.1.2流量法的测试罩095.1.3测试装置测试装置应包括真空泵、真空计、气体分析仪、电源及控制系统等关键部件，以确保测试过程的准确性和可重复性。装置组成测试装置应具备高精度测量能力，各组成部件的精度应满足相关标准规定，以保证测试结果的有效性。精度要求在测试前，应对测试装置进行充分的调试和校验，确保其处于良好的工作状态，避免测试过程中的误差和故障。调试与校验5.1.3测试装置105.1.4体积流率的测定测定方法体积流率是指单位时间内通过真空泵入口的气体体积。测定体积流率通常采用计时法和定容法。计时法是通过测量一定体积的气体通过泵入口所需的时间来计算体积流率；定容法则是通过测量在固定时间内通过泵入口的气体体积来计算。测定条件在进行体积流率测定时，需要确保测量环境稳定，气体温度和压力应控制在规定范围内。同时，应选择合适的测量仪器，确保其精度和可靠性，并严格按照测量步骤进行操作。数据处理与误差分析在完成体积流率测定后，应对测量数据进行处理和分析。这包括计算平均值、标准差等统计量，以评估测量结果的稳定性和可靠性。同时，应对可能出现的误差来源进行分析，如仪器误差、操作误差等，并采取相应的措施进行修正或减小误差。5.1.4体积流率的测定115.1.5测量步骤确定测量目的和要求，选择合适的测量仪器，并进行校准。同时，检查真空泵及其附件是否完好无损，确保其处于正常工作状态。准备工作按照规定的测量点，对真空泵的各项性能指标进行逐项测量。这包括真空度、抽气速率、噪声等关键参数。在测量过程中，需确保操作规范，避免人为误差。实施测量对测量所得的数据进行整理、计算和分析。通过对比标准要求，评估真空泵的性能是否达标。如发现问题，应及时进行排查和处理。数据处理与分析5.1.5测量步骤125.1.6测量不确定度定义与概念测量不确定度是表征测量结果分散性的参数，反映测量结果的可靠程度。它包括标准不确定度和扩展不确定度，前者表示测量结果的变动性，后者表示测量结果的区间范围。影响因素分析测量不确定度受多种因素影响，如测量设备的精度、测量环境的稳定性、测量人员的技能水平等。这些因素可能导致测量结果的偏差，进而影响真空泵性能的准确评估。控制与降低方法为减小测量不确定度，应采取一系列措施，如选用高精度的测量设备、保持测量环境的稳定、提高测量人员的技能水平等。同时，可对测量结果进行多次重复测量，通过统计方法处理数据，以获得更可靠的测量结果。5.1.6测量不确定度135.1.7测量评估评估方法依据相关标准和规范，采用合适的测量仪器和方法，对真空泵的抽气速率、极限压力等关键性能指标进行测量，并结合实际情况进行综合评估。评估目的测量评估的主要目的是对真空泵的性能进行客观评价，确保产品符合设计要求及用户使用需求。评估结果应用测量评估结果可为真空泵的生产、研发、选购、使用等环节提供重要参考，有助于提升产品质量和行业水平。5.1.7测量评估145.2小孔法测量体积流率(抽速)定义与基本原理小孔法是通过测量气体通过小孔的流量来计算真空泵的抽速。适用范围适用于较低压力下，气体分子自由程较大的情况。测量准确性小孔法具有较高的测量准确性，但受到小孔尺寸、气体种类和温度等因素的影响。5.2小孔法测量体积流率(抽速)155.2.1概述标准化意义本部分规定了真空泵性能测量的总体要求，为真空技术领域的规范发展提供了重要的标准化支持，有助于提高真空泵产品的质量和性能水平。适用范围该标准适用于各类真空泵的性能测量，包括但不限于旋片泵、滑阀泵、罗茨泵等，为各类真空泵的性能评估提供了统一的衡量尺度。与其他标准关系本部分作为真空技术真空泵性能测量标准方法的第一部分，与后续的具体测量方法标准共同构成了完整的真空泵性能测量标准体系。5.2.1概述165.2.2小孔法的测试罩5.2.2小孔法的测试罩在安装过程中，需确保测试罩与被测泵的连接处紧密配合，防止因安装不当导致的漏气现象；在操作过程中，应遵循相关规范，避免因误操作而影响测量结果。安装与操作小孔法测试罩设计应保证被测泵与测试罩之间密封可靠，防止气体泄漏；同时需具备开设小孔的功能，以满足测量需求。结构特点测试罩应选用对真空泵性能影响较小的材料制作，以避免测量误差。常用的材料包括金属、玻璃等，具体应根据实际情况选择。材质选择175.2.3测量装置测量准确度测量装置应具备高准确度，以确保测量结果的可靠性。包括使用精确的传感器、仪表和校准设备等，以降低测量误差。稳定性与可靠性测量装置应具有良好的稳定性和可靠性，能够在长时间内保持稳定的性能。这有助于确保测量结果的一致性和可重复性。自动化与智能化为提高测量效率，测量装置应具备自动化和智能化功能。包括自动数据采集、处理和分析等，以减轻人工操作的负担并降低人为错误的可能性。5.2.3测量装置185.2.4体积流率的测定通过使用专业的流量计或测量设备，直接对真空泵进出口的体积流率进行测量。这种方法准确度高，但需要专业的设备和操作技术。通过测量与体积流率相关的其他参数（如压力、温度等），再利用特定的数学模型计算出体积流率。这种方法相对简便，但准确度可能受到模型精度和测量误差的影响。直接测量法间接测量法5.2.4体积流率的测定195.2.5小孔法测量步骤准备测量仪器选用精度符合要求的小孔法测量仪器，并进行必要的校准和调试。安装与调试按照仪器说明书正确安装测量仪器，并进行必要的调试，确保仪器处于正常工作状态。确定测量点和测量环境选择具有代表性的测量点，并确保测量环境符合相关要求，如温度、湿度等。5.2.5小孔法测量步骤205.2.6压力测量仪表的调整调整前准备在进行压力测量仪表的调整前，应确保仪表处于正常工作状态，检查并确认测量系统的密封性，防止因泄漏而影响测量准确性。零点调整定期对压力测量仪表进行零点调整，以消除零点漂移带来的误差。零点调整时应确保测量环境稳定，避免外界干扰。量程调整根据实际需求，对压力测量仪表的量程进行适当调整。量程调整过程中，应注意保持仪表的线性度，确保测量结果的可靠性。5.2.6压力测量仪表的调整215.2.7体积流率的测量要点三定义与概述体积流率是指单位时间内通过泵入口或出口的气体体积。本标准详细阐述了体积流率的测量原理、方法及所需设备，确保测量结果的准确性与可靠性。0102测量方法分类根据测量原理和应用场景的不同，体积流率的测量方法可分为直接测量法和间接测量法。直接测量法通常使用流量计进行实时检测，而间接测量法则通过测量其他相关参数（如压力、温度等）来推算体积流率。测量设备选用在进行体积流率测量时，应根据实际需求选择合适的测量设备，如流量计、压力传感器等。同时，还需定期对测量设备进行校准和维护，以确保其长期处于良好的工作状态。035.2.7体积流率的测量225.2.8测量不确定度010203定义与概念测量不确定度是指对测量结果的正确性和可靠性的可疑程度，是反映测量结果质量高低的一个重要指标。它表征了被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。不确定度的来源在真空泵性能测量过程中，测量不确定度主要来源于测量设备、测量环境、测量方法以及人员操作等多个方面。这些因素可能导致测量结果的偏差或波动，从而影响测量的准确性和可靠性。不确定度的评估与处理方法为了降低测量不确定度，需要采取一系列措施，包括选用高精度测量设备、控制测量环境条件、优化测量方法以及提高人员操作水平等。同时，还应对测量结果进行不确定度评估，以确定测量结果的置信区间和可靠性水平。5.2.8测量不确定度235.2.9测量评估不确定度分析对测量过程中可能产生的误差进行不确定度分析，量化测量结果的可靠性，并为改进测量方法提供依据。重复性与再现性评估通过对同一测量条件下多次测量结果的比较，评估测量的重复性和再现性，以验证测量方法的稳定性和可靠性。准确性评估对测量结果进行准确性评估，包括与理论值或其他可靠测量结果的比较，以确保测量数据的可信度。5.2.9测量评估245.3抽气法测量体积流率(抽速)通过测量真空泵在一定时间内，从被抽容器中抽出的气体体积来确定其抽速。抽气法定义该方法基于理想气体假设，即抽出的气体满足理想气体状态方程。理想气体假设为确保测量准确性，需对测量环境和抽气过程进行严格控制。测量准确性5.3抽气法测量体积流率(抽速)255.3.1概述内容简介本部分对真空泵性能测量的总体要求进行了详细阐述，包括测量原理、测量仪器、测量环境等，为后续的测量工作提供了基础指导。目的与意义概述章节旨在让读者对真空泵性能测量有一个全面的了解，明确测量的目的和意义，以及标准的制定背景和应用范围。与其他部分关系本部分作为整个标准的第一部分，具有引领和奠基的作用。后续各部分将在此基础上展开，共同构成完整的真空泵性能测量标准体系。0102035.3.1概述265.3.2抽气法的测试罩5.3.2抽气法的测试罩材质选择测试罩的材质应具备足够的强度和稳定性，能够承受抽气过程中的压力变化，同时不应对被测气体产生吸附或放气现象。测试罩的构成测试罩是抽气法测量中关键部件，通常由罩体、密封连接件、测量仪表等组成，确保测试过程中的密封性和测量准确性。使用注意事项在使用抽气法测试罩时，需确保罩体与被测设备的紧密贴合，避免漏气现象；同时，应定期检查测试罩的密封性能和测量仪表的准确性，确保测试结果的可靠性。275.3.3速动阀定义与作用速动阀是一种快速动作的阀门，用于在真空系统中迅速关闭或开启气流通道，以控制系统的压力和真空度。结构与特点速动阀通常由阀体、阀瓣、弹簧和驱动机构等组成，具有结构简单、动作灵敏、密封性好等特点。在选择速动阀时，需考虑其材质、耐压能力、密封性能以及使用环境等因素。安装时应确保阀门与管道连接紧密，避免漏气现象发生。选用与安装5.3.3速动阀285.3.4测量装置测量装置的组成测量装置应包括必要的传感器、变送器、数据采集与处理系统以及记录仪器等，以确保测量结果的准确性和可靠性。为确保测量结果的准确性，测量装置应定期进行校准，校准方法应符合相关国家或行业标准。在使用测量装置时，应遵循操作规范，注意安全防护，避免对人员和设备造成损害。同时，应定期进行维护保养，以延长设备的使用寿命。测量装置的校准测量装置的使用注意事项5.3.4测量装置295.3.5体积流率的确定直接测量法通过使用特定的流量测量装置，如转子流量计、涡街流量计等，直接测量流经真空泵的介质体积，从而得到体积流率。这种方法准确度高，但受测量装置的限制，可能不适用于所有类型的真空泵。间接测量法通过测量与体积流率相关的其他参数，如压力、温度、转速等，再利用相应的数学模型或经验公式计算出体积流率。这种方法适用性广，但准确度可能受到测量误差和模型精度的影响。组合测量法结合直接测量法和间接测量法的优点，同时测量多个参数，以提高体积流率的测量准确度。这种方法通常需要在真空泵系统设计中进行充分考虑，确保各测量环节的协调与配合。5.3.5体积流率的确定305.3.6测量步骤010203准备工作首先，需确保测试环境符合要求，包括温度、湿度、噪声等环境参数的控制。其次，检查真空泵及相关测量设备是否完好无损，确保测量过程中设备性能稳定。执行测量按照规定的测量程序和操作方法，对真空泵的各项性能指标进行逐一测量。这包括真空泵的抽气速率、极限压力、噪声等级等关键参数。在测量过程中，应严格遵守安全操作规程，确保人员和设备安全。数据处理与分析测量完成后，对所得数据进行整理、计算和分析。通过对比标准要求，评估真空泵的性能是否达标。同时，针对测量过程中出现的问题进行归纳总结，为后续的真空泵性能优化提供参考依据。5.3.6测量步骤315.3.7适用范围测试条件明确标准中规定了真空泵性能测量的环境条件和测试介质，确保测试结果的准确性和可比性。测试结果应用广泛通过本标准方法测得的真空泵性能参数，可为真空泵的选型、设计优化、质量评估以及维修保养提供重要依据。真空泵类型覆盖广本标准适用于不同类型的真空泵，包括但不限于旋转式、滑阀式、罗茨式等，确保各类真空泵性能测量有统一标准。5.3.7适用范围325.3.8测量评估不确定度评定根据测量过程中可能存在的误差来源，进行不确定度的评定，给出测量结果的置信区间。有效性判定结合实际应用场景，对测量结果进行有效性判定，识别并排除可能的异常值，确保测量数据对真空泵性能的真实反映。准确性评估对测量结果进行准确性评估，包括与已知数据的比对、测量重复性的检查等，以确保测量结果的可靠。5.3.8测量评估335.3.9测量不确定度定义与概念测量不确定度是指对测量结果的可信程度或误差范围的定量表述，反映了测量结果的分散性。在真空泵性能测量中，测量不确定度是衡量测量结果是否准确、可靠的重要指标。来源分析测量不确定度的来源包括测量设备本身的误差、测量过程中的随机误差、测量环境条件的影响等。为了获得更准确的测量结果，需要对这些不确定度来源进行分析和控制。评估方法评估测量不确定度的方法包括标准不确定度的A类评定和B类评定。A类评定是通过统计分析测量数据来评估不确定度，而B类评定则是基于经验或其他可靠信息来评估。通过综合运用这两种方法，可以对真空泵性能测量的不确定度进行全面评估。5.3.9测量不确定度345.4基础压力测量5.4基础压力测量确定合适的测量范围根据具体真空泵的性能和应用需求，选定合适的压力测量范围，以确保测量结果的准确性。校验测量仪器定期对压力测量仪器进行校验，确保其准确性和可靠性，避免因仪器误差导致的测量偏差。355.4.1运行条件规定真空泵运行时的环境温度范围和相对湿度，确保泵在适宜的环境下工作，避免因温湿度不当而影响性能。明确真空泵所需的电源类型、电压范围及频率，确保泵能够稳定可靠地运行，同时降低电气故障的风险。对真空泵所处理的介质进行详细说明，包括介质的成分、温度、压力、腐蚀性、颗粒含量等，以确保泵在处理不同介质时均能保持良好的性能。环境温度与湿度电源与电压介质特性5.4.1运行条件365.4.2基础压力>10-4Pa下的测试步骤确认测试环境确保测试场所干净、无尘，并符合相关安全规定。检查测试设备对用于测试的真空泵、压力表等设备进行校准，确保其准确性和可靠性。准备记录工具准备记录测试数据的表格或软件，便于数据整理和分析。5.4.2基础压力>10-4Pa下的测试步骤375.4.3基础压力<10-4Pa下的测试步骤准备工作首先，确保测试系统已正确安装并检漏合格，所有连接处均密封可靠。其次，对测试系统进行烘烤除气，以进一步降低系统内部的气体压力。最后，选择合适的真空计并校准，以确保测量结果的准确性。测试操作在基础压力<10-4Pa的条件下，启动真空泵并开始计时。记录真空泵达到指定压力所需的时间，以及在该压力下的稳定运行时间。同时，观察真空泵的运行状态，如有无异常噪声、振动等。如有异常情况，应立即停机检查。数据处理与分析测试结束后，对收集到的数据进行处理和分析。计算真空泵在基础压力<10-4Pa下的抽气速率、极限压力等关键性能指标。将这些数据与真空泵的技术规格进行比较，以评估其性能是否达标。如有异常数据，应分析原因并提出改进措施。5.4.3基础压力<10-4Pa下的测试步骤385.4.4测量评估准确性评估评估测量结果的重复性，即在相同条件下进行多次测量的一致程度，以反映测量方法的稳定性和可重复性。重复性评估不确定度评估根据测量过程中存在的各种影响因素，对测量结果的不确定度进行评估，以给出测量结果的置信区间和可信度。对测量结果进行准确性评估，包括测量误差的分析和计算，以确保测量数据的可靠性和精度。5.4.4测量评估395.5压缩比和临界前级压力测量5.5压缩比和临界前级压力测量定义与计算公式明确压缩比的定义，即泵的出口全压力与入口全压力之比，并给出具体的计算公式。测量仪器与精度规定用于测量压缩比的仪器及其精度要求，确保测量结果的准确性和可靠性。测量条件与步骤详细说明在什么条件下进行压缩比测量，以及具体的测量步骤和方法。405.5.1测量装置测量装置应包括用于测量真空泵性能所需的所有仪器、仪表和辅助设备，确保测量结果的准确性和可靠性。装置组成测量装置应定期进行校准，以符合相关计量法规要求，并保证测量结果的溯源性。装置校准测量装置应按照规定的操作条件和使用环境进行使用，避免影响测量结果的外部因素干扰。使用条件0102035.5.1测量装置415.5.2压缩比和临界前级压力的测定压缩比是指真空泵在特定条件下，出口压力与入口压力的比值，它反映了泵的压缩能力。定义及作用测定步骤注意事项根据标准规定，通过测量泵在特定入口压力下的出口压力，并计算二者的比值，从而得出压缩比。在测定过程中，需确保测量仪器的准确性和泵的稳定运行，以减小误差。0302015.5.2压缩比和临界前级压力的测定425.5.3测量步骤准备工作实施测量数据处理与分析5.5.3测量步骤确认测量设备、测量环境和被测真空泵均处于正常工作状态，按照测量要求进行安装和调试。依据测量方案，逐步进行各项性能参数的测量，确保测量过程中不受外界干扰，并及时记录测量数据。对测量得到的数据进行整理、计算和分析，得出真空泵的各项性能指标，如抽速、极限压力等，以便评估其性能状况。435.5.4测量不确定度测量不确定度是表征测量结果分散性的参数，反映了对测量值不能肯定的程度。它包括随机不确定度和系统不确定度两部分。评估测量不确定度通常需要考虑测量过程中各种影响因素，如测量设备的精度、测量方法的可靠性、测量环境等。通过对这些因素的综合分析，可以给出测量结果的合成不确定度。在真空泵性能测量中，测量不确定度的大小直接反映了测量结果的准确性和可靠性。因此，正确评估测量不确定度，对于确保真空泵性能参数的准确测量具有重要意义。通过合理控制测量