大型真空工藝設(shè)備現(xiàn)場系統(tǒng)測試與校準技術(shù)研究一、簡介大型真空工藝設(shè)備在特種試驗及工藝中至關(guān)重要，真空度與系統(tǒng)功能的準確性直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。然而，現(xiàn)場真空設(shè)備的校準成為一大難題。由于真空狀態(tài)中的特殊物理現(xiàn)象，使得大型真空設(shè)備的真空度測試尤為困難。傳統(tǒng)的實驗室校準方法無法完全復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場使用狀態(tài)，且頻繁拆卸會影響設(shè)備密封性。當前，國內(nèi)在現(xiàn)場真空校準領(lǐng)域的研究尚顯不足，缺乏完善的現(xiàn)場真空校準系統(tǒng)。這導(dǎo)致大型真空工藝設(shè)備在現(xiàn)場使用時無法得到準確可靠的計量保障，特別是系統(tǒng)測試方面存在明顯短板。因此，為了滿足大型真空工藝設(shè)備的現(xiàn)場計量校準需求，亟需加強現(xiàn)場校準技術(shù)的研究與系統(tǒng)構(gòu)建，確保真空工藝設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)，從而保障產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。二、技術(shù)措施針對大型真空工藝設(shè)備的系統(tǒng)測試，以及真空度在現(xiàn)場校準中存在的技術(shù)難題開展研究，分析大型真空工藝設(shè)備的不同使用特點，設(shè)計制造真空現(xiàn)場校準裝置，制定大型真空設(shè)備現(xiàn)場系統(tǒng)測試方法與校準規(guī)范，開展現(xiàn)場真空系統(tǒng)測試及校準工作，做到真空參數(shù)量值準確傳遞，確保各類真空工藝設(shè)備正常運行。（一）研制校準裝置研制大型真空工藝設(shè)備的校準裝置（見圖1），設(shè)計為三個單元，分別為系統(tǒng)測試單元、真空校準單元、在線校準單元?？蔀椴煌瑴y試和校準對象隨意組合為不同的測試和校準裝置。在研制過程中通過模塊化設(shè)計、圖形化編程以及真空系統(tǒng)補償抽氣動態(tài)平衡方法，研發(fā)出校準裝置，并采用球型校準室結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了真空計的在線校準。針對漏率和氣體成分測試，獨創(chuàng)性地設(shè)計了四極質(zhì)譜計采樣管。圖1大型真空工藝設(shè)備現(xiàn)場系統(tǒng)測試與校準裝置（二）開發(fā)測試軟件根據(jù)工作原理，編寫單元測試軟件，主要包括系統(tǒng)測試軟件、氣體成分分析軟件、真空校準軟件、在線校準軟件。軟件由六個軟件子系統(tǒng)組成：真空校準系統(tǒng)軟件、漏孔校準系統(tǒng)軟件、在線校準系統(tǒng)軟件、真空度測試系統(tǒng)軟件、漏率測試系統(tǒng)軟件、氣體成分分析系統(tǒng)軟件。（三）編制校準規(guī)范結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場使用的多臺大型真空工藝設(shè)備，針對不同的真空工藝的特定要求，制定系統(tǒng)綜合測試方法，使用系統(tǒng)測試單元進行大型真空工藝設(shè)備的真空度測試、氣體成分分析和檢漏。在力學(xué)專業(yè)真空參數(shù)上首次實現(xiàn)滿足對大型復(fù)雜專用設(shè)備進行整體溯源要求。（四）評估分析測量不確定度項目組采用了歐洲認可合作組織推薦的不確定度評定思路，優(yōu)化了JJF1059.1《測量不確定度評定與表示》中的傳統(tǒng)分析過程，結(jié)合真空計和漏孔校準的實際工作，對測得參數(shù)開展不確定度評定，建立了測量結(jié)果黑箱評價模型，分析了計量標準、校準裝置、被校儀器及環(huán)境條件四個方面對測量結(jié)果的影響，采用A類、B類不確定度評定方法進行評定，獲得客觀有效的測量不確定度結(jié)果。三、工作成效（一）實施效果研制的真空校準裝置已用于大型真空工藝設(shè)備的真空度測試、檢漏測試、氣體成分分析，以及真空計、漏孔、數(shù)字指示儀的校準。編制的校準規(guī)范已經(jīng)發(fā)布實施，編制的企標校準方法通過實施證明了該方法符合測試需求，具有科學(xué)性和可操作性。（二）應(yīng)用情況該成果已應(yīng)用于熱處理爐等真空工藝設(shè)備的檢漏、氣體成分分析、爐體極限真空度等測試工作，并實現(xiàn)真空工藝設(shè)備中真空計、壓力真空指示儀的在線校準。所編發(fā)的《數(shù)字壓力指示儀檢定規(guī)程》行業(yè)規(guī)范，有效指導(dǎo)和規(guī)范了中國測試技術(shù)研究院、重慶四聯(lián)測控技術(shù)有限公司、航空工業(yè)凱天、成飛電子等單位壓力真空指示儀的校準，保證了壓力真空參數(shù)量值溯源的統(tǒng)一性。項目的技術(shù)成果還推廣應(yīng)用于航空工業(yè)計量所，還將應(yīng)用于中航發(fā)集團、中核建等單位真空設(shè)備的計量保障，有效支撐了工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展需求。目前該項目研制的真空校準裝置，已建立區(qū)域最高計量標準，可對四川區(qū)域開展量值傳遞工作。（三）獲獎情況基于該項目研究形成的成果“民機大型框架結(jié)構(gòu)件真空熱處理質(zhì)量保障”獲得2017年度第二屆全國企業(yè)創(chuàng)新方法大賽四川賽區(qū)