信号和本底一样大，还能不能测？

——一只 10⁻¹² Pa·m³/s 漏孔的验证实录，与一条方法论建议

本底 1.7~1.8×10⁻¹¹ mbar·l/s，开阀后读数爬到 3.6~3.7。

也就是说，屏幕上至少有一半的读数，跟这只漏孔毫无关系。要把漏孔的真实贡献"减"出来，每一个环节都得克制。

这只漏孔，标称 1.65×10⁻¹² Pa·m³/s（He），折合 1.65×10⁻¹¹ mbar·l/s。这篇文章记录它的完整验证过程——以及过程中必须说清楚的几条边界。

图 1　测试装置：漏孔经全 VCR 工装接入检漏仪

一、先说清楚：1.65×10⁻¹² 是个什么概念

先把这个数字换成能想象的东西。在标准大气压下，漏率除以大气压，就是它每秒泄漏的氦气体积：

V̇ = q / p_atm = 1.65×10⁻¹² / 1.013×10⁵ ≈ 1.6×10⁻¹⁷ m³/s = 1.6×10⁻¹¹ mL/s 

照这个速度，漏完 1 毫升氦气需要 6.1×10¹⁰ 秒，约 1950 年。一滴水约 0.05 mL——照这个速度，漏完"一滴水"体积的氦气要 97 年，比一个人的一生还长。

换句话说：从东汉开始漏，漏到今天，这只漏孔还没漏满 1 毫升氦气。

还有一件事：这台装置为什么必须是全 VCR

这么慢的一只漏孔，任何多余的泄漏源都是致命的。对照实测给过明确答案：一只 KF25 氟橡胶密封圈对大气的氦泄漏约 1×10⁻¹¹ mbar·l/s，即 1×10⁻¹² Pa·m³/s。

而本次被测漏孔是 1.65×10⁻¹² Pa·m³/s——两者几乎同一个量级，一只密封圈相当于给系统并联了 0.6 只被测漏孔。

直白地说：用 KF25 橡胶圈，测不了 10⁻¹² 量级。 VCR 金属密封的贡献在 10⁻¹⁷ mbar·l/s 量级，低五个数量级——这才是"末值减本底"这个减法能够成立的前提。

放到本系列三只漏孔的刻度上，它处在中间一档。每往下一个量级，漏完同样的 1 毫升就要多花十倍时间：

量级越往下，漏孔越接近"不漏"。但真正难住测试的，不是漏率本身有多小，而是它和检漏仪本底的相对关系——这就引出下一节。

二、难点只有一个：信号与本底同量级

测 10⁻¹⁰ mbar·l/s 量级时，信号盖过本底，读数直观可信。到了 10⁻¹¹ mbar·l/s 量级，信号与本底一样大：

• 检漏仪本底：1.7~1.8×10⁻¹¹ mbar·l/s（抽真空稳定一整晚后的水平）
• 漏孔贡献：与本底相当

这意味着读数的每一分波动——本底漂移、温度变化、泵组状态——都会直接进入做差结果。方法不对，测出来的数毫无意义。

图 2　本底读数，稳定约一晚后取值

三、过程：慢慢爬，别催它

打开漏孔阀门后，读数用了约三分钟从 1.8 爬到 3.5、再向 3.6~3.7 靠拢——分子流平衡需要时间，这是物理规律，不是仪器慢。

图 3　开阀约三分钟，读数仍在向平衡靠拢

图 4　稳定末值

减掉本底，净值落在 1.6~2.0×10⁻¹¹ mbar·l/s 区间。标称值 1.65，落在区间内。

但区间就是区间。我们不会说"实测值 1.65，与标称完全一致"——在这个信噪比下，这种话说不出口。

四、三条边界，一条都不能少

1. 这是验证，不是标定。本底与信号同量级时，这套装置能回答的是"漏率是否在这个量级、是否与标称相符"，不能给出带不确定度的定标值。视频里的原话是："它不能代替标定的过程。"正式定标，以国家计量院系机构为准。

2. 回落必须给足时间。关阀后，腔内氦分子浓度重新平衡是漫长过程。正确的做法是回落到中途即重开复测，而不是傻等归零。顺带说一句：市面上某些演示视频"一关滑门、读数立刻下降"——那是检漏仪软件在做优化，不是氦在回落。违背分子物理的读数曲线，不值得信任。

3. 测试窗口要短。检漏仪本底自身在缓慢漂移。测得越久，你减掉的那个"本底"就越不是同一时刻的本底。控制在十分钟量级内结束，反而是更精确的选择。

五、多走一步：这套方法能覆盖到哪里

测试结束时，我们把这套方法的适用边界正式写清楚：

比 10⁻¹¹ mbar·l/s 大一个量级（即 10⁻¹⁰ mbar·l/s 量级）的漏孔，用相对比较法可以得到稳定可靠的量值结果。 10⁻¹¹ mbar·l/s 大致是市面上商用氦质谱检漏仪的极限；在它的上方的量级，用同一台仪器做相对比较，条件与精度都已具备。

相对比较法的原理并不复杂：已知漏孔作参考，被测件与之在同一台检漏仪上逐一比对，读数之差即量值之差。难点不在原理，而在把本底、密封和时间常数这三件事做扎实——这正是我们这套工装与流程要解决的问题。

条件具备，方法具备。这一量级的验证，对我们而言已经是常规工作。

视频：《10⁻¹² Pa 标准漏孔，相对比较法验证漏率实操》

关于睿米：RealMeter® 睿米标准漏孔覆盖 10⁻¹¹ ~ 10⁻¹⁶ Pa·m³/s 量级。本文为量级验证记录，不构成定标结论；带不确定度的定标值以国家计量院系机构出具为准。测试实录原片与完整数据可索取。

联系：contact@realmeter.cn　·　电话 / 微信：13601764364