真空激光准直位移测量装置

ICS27.140

CCSP59

备案号：

中华人民共和国电力行业标准

DL/T328—20**

代替DL/T328-2010

真空激光准直位移测量装置

Vacuumlaseralignmentdisplacementmeasuringapparatus

（征求意见稿）

（在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上）

20--发布20--实施

国家能源局发布

DL/T328—20**

目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4产品原理、结构及规格...............................................................2

5技术要求...........................................................................3

6试验方法...........................................................................5

7检验规则...........................................................................7

8标志、说明书、包装、运输、储存.....................................................8

I

DL/T328—20**

前言

本文件依据GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的

规则起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本文件代替DL/T328-2010《真空激光准直位移测量装置》，与DL/T328-2010相比，除编辑性修订

外，主要技术内容变化如下：

——增加“自动化测控装置”技术要求及试验方法（见5.4.5，6.3.4）；

——增加“辅助功能装置”技术要求及试验方法（见5.4.6，6.3.4）；

——增加“浪涌（冲击）抗扰度”技术要求及试验方法（见5.7，6.6）；

——增加“抗电磁干扰”技术要求及试验方法（见5.8，6.7）；

——增加“合格证内容要求”（见7.2.3）；

——增加“出厂检验资料要求”（见7.2.4）；

——增加“使用说明书要求”（见8.2）；

——修订“规范性引用文件”（见2）；

——修订“测量真空度”术语和定义：要求关闭真空泵关闭状态0.5h以上，修订为：要求关闭真

空泵关闭状态10分钟以上（见3.6）；

——修订“绝缘电阻”技术要求及试验方法（见5.5，6.4）；

——修订“抗电强度”技术要求及试验方法（见5.6，6.5）；

——修订“耐运输颠振”技术要求及试验方法（见5.10，6.9）；

——修订“标志的相关要求”（见8.1）；

——修订“包装”要求（见8.2）。

本文件由中国电力企业联合会提出。

本文件由电力行业大坝安全监测标准化技术委员会（DL/TC32）归口。

本文件主要起草单位：北京木联能工程科技有限公司、西安联能自动化工程有限责任公司、

中水东北勘测设计研究有限责任公司。

本文件主要起草人：。

本文件历次版本发布情况为：

——2010年首次发布为DL/T328-2010；

——本次为第一次修订。

本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条

一号，100761）。

II

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真空激光准直位移测量装置

1范围

本文件规定了真空激光准直位移测量装置（以下简称真空激光准直装置）的产品规格、技术要

求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、储存。

本文件适用于大坝及其它岩土工程安全监测中应用真空激光准直法测量水平、垂直位移的真空

激光准直装置。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用

文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）

适用于本文件。

GB/T191包装储运图示标志

GB6388运输包装收发货标志

GB/T9969工业产品使用说明书总则

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术：射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术：浪涌(冲击)抗扰度试验

DL/T478静态继电器保护及安全自动装置通用技术条件

3术语和定义

3.1激光发射装置lasinglightemitter

一种由定位扩束小孔光栏，激光器和电源适配器等组成的装置。用于产生一条作为真空激光准直

装置测量的激光束。

3.2波带板zoneplate

对激光束起衍射聚焦作用，安装在测点箱内部，反映测点位移变化的部件。

3.3测点箱measuringpointbox

安装于测点位置，用于安放波带板及其控制装置的部件。

3.4激光接收装置laserspotdisplacementreceiver

用于对各测点波带板光斑成像及位置测量，有人工和自动两种。

3.5自动化测控装置Automaticmeasurementandcontroldevice

用于对各测点波带板起落、光斑成像及位置测量及管道真空度进行自动控制的装置。

3.6真空管道vacuumpipeline

用于通过激光束的专用管道，由激光发射装置平晶密封段、激光接收装置平晶密封段、测点箱、

软连接段、连接管道等部件组成，测量时管道内处于真空状态。

3.7测量真空度measuringvacuum

真空激光准直装置测量时的真空管道内的真空度，要求真空泵关闭状态10分钟以上。

3.8保持真空度vacuumkeep

真空激光准直装置非测量状态时真空管道内的控制真空度。

3.9抽真空时间vacuumizingtime

从保持真空度状态到测量真空度状态的抽真空时间。

3.10漏气率leakagerate

从测量真空度状态到小于保持真空度状态单位时间真空度变化值。

3.11系统综合误差systematiccombinederror

真空激光准直装置在测量范围内由于波带板成像、折光差（真空度、温度梯度）、光斑测量误差

等因素影响而产生的总误差。取极差，即校正过程中，光斑测量按该测点归化系数计算位移值与该

测点标准位移给定量的最大偏差值。

1

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4产品原理、结构及规格

4.1产品原理

真空激光准直装置是根据光的衍射原理，利用激光源（点光源）、波带板中心和像点中心三点一

线，在一端安装激光发射装置，在另一端安装激光接收装置，在中间测点上安装波带板。激光发射

装置发射出的激光束在真空中传输，照满波带板，波带板起聚焦作用，在激光接收装置上形成圆形

亮点（针对圆形波带板）或十字形亮线（针对方形波带板）。在激光接收装置上测出亮点或亮线的光

斑重心位置，即可计算出测点的测值。

如图1所示，将激光发射装置置于A点，激光接收装置置于B点，波带板置于i点。当i点位

移变化时，在激光接收装置的读数值为l,根据相似三角形原理，计算出成像波带板所在测点的测值

L。

l

L

BiA

Si

D

图1真空激光准直装置测点测值计算示意图

LKl（1）

S

Ki

D

式中：

L——测点测值,mm；

——激光接收装置读数值，mm；

K——归化系数；

Si——测点至激光发射装置的距离，m；

D——激光准直全长，m。

4.2结构形式

真空激光准直装置由激光发射装置、测点箱（含波带板）、真空管道（含真空泵及配套设备）、激

光接收装置、自动化测控装置、辅助功能装置组成，如图2所示。

图2真空激光准直装置结构示意图

2

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4.3规格和主要参数

真空激光准直装置规格和主要参数见表1和表2。

表1真空激光准直装置规格和主要参数（一）

光斑位置测量两个“半测回”

光斑位置测量范围系统综合误差通光口径准直线长度

序号分辨力测得偏离值之差

mmmmmmm

mmmm

1150×150≤0.1≤0.3≤0.3≥150<400

2200×200≤0.1≤0.3≤0.3≥200400～800

3250×250≤0.1≤0.3≤0.4≥250800～1200

4300×300≤0.1≤0.3≤0.6≥3001200～2000

表2真空激光准直装置规格和主要参数（二）

序号名称参数

1测量真空度＜66Pa

2保持真空度＜20kPa

3漏气率＜120Pa/h

4抽真空时间＜1h

5技术要求

5.1环境条件

5.1.1正常工作条件

a）环境温度：-20℃～60℃；

b）相对湿度：≤95％（无凝露）；

c）大气压力：53kPa～106kPa。

5.1.2正常试验条件

a）环境温度：10℃～30℃；

b）相对湿度：15％～75％；

c）大气压力：86kPa～106kPa。

5.1.3周围环境要求

无爆炸危险、无油烟、粉尘、腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌、无剧烈振动冲击源。

一般地区，接地电阻不宜大于10Ω，对于强雷击区，接地电阻应不大于4Ω。

5.2性能参数

真空激光准直装置的性能参数应满足以下要求：

5.2.1真空激光准直装置在往返一测回中，测点两次测量的偏离值之差应符合表1的规定。

5.2.2系统综合误差。真空激光准直装置的系统综合误差应符合表1的规定。

5.3真空度

真空激光准直装置的测量真空度、保持真空度、漏气率、抽真空时间应符合表2的规定。

5.4零部件

5.4.1激光发射装置

a)小孔光栏的直径应使激光束在最靠近激光发射装置的波带板处，形成的光斑直径大于波带

板有效直径的1.5～2倍。

b)激光器应采用发散角小（1mrad～3mrad）、功率适宜（一般1mW～3mW）的He-Ne或固态激

光器。

c)激光器电源应和激光器相匹配。

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5.4.2波带板起落装置

a)波带板保证成像质量满足测量要求；

b)波带板起落宜采用微电动机驱动，由激光接收装置操作控制。

5.4.3真空管道

a)真空管道内径应大于波带板最大通光孔径的1.5倍，或大于测点最大位移量引起像点位移

量的1.5倍，但不宜小于150mm。

b)每个测点箱和两侧管道间应设软连接段。软连接段宜采用波纹管，其内径应和管道内

径匹配，长度应依据管道的长度、温差等因素确定。

c)两端平晶密封段应具有足够的刚度。

d)真空泵应配有电磁阀门和真空度测量仪表；在真空泵和真空管道之间应设金属减震波

纹管；真空泵应采用自动和人工控制的工作方式。

e)真空管道内的测量真空度、保持真空度、漏气率、抽真空时间应满足表2的要求。

5.4.4激光接收装置

a)激光接收装置应具有自动和人工观测两种方式。

b)激光接收装置光斑位置测量量程、分辨力应满足表1的要求。

5.4.5自动化测控装置

a)具有控制真空泵自动开停、波带板自动起落功能，自动读取管道真空度数据功能。

b)具有定时自动测量功能。

c)具有数据存储功能，应存储100次以上的测量数据。

d)应支持符合国际标准的通信接口，向上通信推荐使用局域网，向下推荐使用RS485。

e)应采用具有支持网络结构的通信协议，并提供相关的协议文档或软件接口，如控件、函数

库、动态链接库等。

f)应具有自诊断功能。

g)更换激光器、接收端光斑探测装置时，不影响测值连续性。

5.4.6辅助功能装置

a)宜设置更换激光器辅助装置，宜在接收端设置光斑监视摄像机、宜在发射端设置监视器显

示光斑。

b)宜配备人工测点控制设备，用于控制测点波带板起落，用于人工观测。

5.5绝缘电阻

在正常试验条件下，激光发射装置、激光接收装置、波带板起落装置、自动化测控装置等零部

件的交流输入回路与外壳之间绝缘电阻值应大于50MΩ。

5.6抗电强度

在正常试验条件下，激光发射装置、激光接收装置、波带板起落装置、自动化测控装置等零部

件的交流输入回路与外壳之间介质强度应满足DL/T478的要求。

5.7浪涌（冲击）抗扰度

激光发射装置、激光接收装置、波带板起落装置、自动化测控装置等零部件应具备满足

GB/T17626.5中试验等级1的防浪涌冲击能力，在发生浪涌冲击（如雷击）后数据不丢失、不失真，

装置正常运行。

5.8抗电磁干扰

激光发射装置、激光接收装置、波带板起落装置、自动化测控装置等零部件应满足GB/T17626.3

中试验等级1要求的防电磁干扰的能力，在发生干扰后数据应不丢失、不失真，装置正常运行。

5.9连续通电

激光发射装置、激光接收装置、波带板起落装置、自动化测控装置应进行72h连续通电试验。

5.10耐运输颠振性能

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在运输包装状态下，设置振动系统的扫频振动频率为10Hz～150Hz～10Hz，扫频速度为1倍频

程/min，加速度为2g，对真空激光准直装置激光发射装置、激光接收装置、自动化测控装置进行循

环3个周期/单轴振动试验。试验后测试其性能参数、绝缘性能仍应满足5.2和5.5的要求，且外观

符合5.11的要求。

5.11外观及其它

a)全部零部件表面应无锈斑，无明显划痕，无裂痕及凹陷损伤；

b)全部金属零部件除不锈金属材料外，都必须进行防锈处理；

c)标识、标牌图案清晰，表面无污染；

d)紧固件应无松动，位置调节螺栓转动灵活。

6试验方法

6.1性能参数检验

6.1.1主要试验设备

a)水平位移给进设备；

b)500mm游标卡尺，示值误差≤±0.03mm；

a）真空表（计）；

b）100V兆欧表；

c)运输颠振试验台：最大加速度20g，频率范围2Hz～600Hz。

6.1.2试验步骤

试验步骤如下：

a)在正常试验条件下，将真空激光准直装置按不少于80m的真空管道长度及三个测点位置安

装于试验场地，将波带板或已安装波带板的测点箱固定在水平位移给进设备上。

b)开启抽真空设备，抽真空至真空管道内的真空度满足5.3的要求。

c)在真空管道内真空度满足5.3的条件下，从设定的水平零点位移开始，按激光接收装置量

程范围内，选取三个给定值（0，50%F.S，100%F.S），分别记录测点给进位移和激光接收装

置测量位移。

d)按（a）～（c）的步骤至少进行3次试验。

6.1.3参数的确定

a)真空激光准直装置水平位移量在往返各次测回中，测点两次位移测量的偏离值之差应符合

5.2.1的规定。

b)系统综合误差

按6.1.2中（d）试验的各次测值与给定值之差值应符合5.2.2的规定。

6.2真空度的确定

6.2.1测量真空度

测量状态下，关闭真空泵，待管道内压力平衡后，读取真空度值，应符合5.3的规定。

6.2.2保持真空度

测量状态下，关闭真空泵，等待168h，读取真空度值，应符合5.3的规定。

6.2.3漏气率

测量状态下，关闭真空泵，读取真空度，等待168h以上，在真空度小于保持真空度状态下，

读取真空度值和等待时间，计算漏气率，应符合5.3的规定。

6.2.4抽真空时间

从保持真空度抽真空时，开始计时，到抽到测量真空度为止，结束计时，计算抽真空时间

应符合5.3的规定。

6.3零部件试验

6.3.1激光发射装置试验

a)激光发射装置所选用的激光器的发散角应符合5.4.1（b）的规定。

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b)用光功率计测量激光发射装置激光器的功率应符合5.4.1（b）的规定。

6.3.2波带板起落装置试验

a)波带板按测点位置成像应符合5.4.2（a）的规定。

b)波带板起落操作控制应符合5.4.2（b）的规定。

6.3.3激光接收装置试验

激光接收装置光斑位置测量所选用的自动测量或人工观测的量程、分辨力应符合5.4.4（b）

的规定。

6.3.4自动化测控装置试验

试验步骤如下：

a)在正常试验条件下，按6.1.2a）布设好设备，连接自动化测控装置，自动化测控装置通

过通信接口和计算机连接。

b)对自动化测控装置控制真空泵自动开停、波带板自动起落，自动读取管道真空度数据进行

测试，结果满足5.4.5a）的要求。

c)对自动化测控装置设置定时自动测量时间，进行自动测量，结果满足5.4.5b）的要求。

d)对自动化测控装置设置定时自动测量数据存储时间，进行自动测量数据存储，结果满足

5.4.5c）的要求。

e)对自动化测控装置进行自动测量，结果满足5.4.5d）的要求。

f)通过计算机对自动化测控装置进行各种功能测试，结果满足5.4.5e、f)的要求。

g)更换激光器前测量记录各测点读数，更换后测量记录各测点读数，对比前后读数应小于两

个“半测回”测得偏离值之差。

h)更换光斑探测前测量记录各测点读数，更换后测量记录各测点读数，对比前后读数应小于

两个“半测回”测得偏离值之差。

6.4绝缘电阻试验

在正常试验条件下，用100V的兆欧表测量激光发射装置、激光接收装置、波带板起落装置、

自动化测控装置等零部件的交流输入回路与外壳之间的绝缘电阻值，应满足5.5的要求。

6.5抗电强度试验

在正常试验条件下，用耐压测试仪对激光发射装置、激光接收装置、波带板起落装置、自动化

测控装置进行抗电强度试验，试验电压从零开始在5s内逐渐升高到2000V，并保持1min，随后迅

速平滑地降到零值，测试完毕断电后用接地线对装置进行安全放电，试验结果应满足5.6的要求。

6.6浪涌（冲击）抗扰度试验

在正常试验条件下，按GB/T17626.5试验等级1的要求对激光发射装置、激光接收装置、波带

板起落装置、自动化测控装置进行浪涌（冲击）抗扰度试验，结果应满足本文件5.7的要求。

6.7抗电磁干扰试验

按照GB/T17626.3中试验等级1的要求对激光发射装置、激光接收装置、波带板起落装置、自

动化测控装置进行抗电磁干扰试验，试验后功能应满足5.8的要求。

6.8连续通电试验

根据5.9的要求，激光发射装置、激光接收装置、波带板起落装置、自动化测控装置完成装配

调试后，应进行不少于72h连续通电试验。通电结束后，应能正常工作。

6.9耐运输颠振性能试验

真空激光准直装置的激光发射装置、激光接收装置、波带板起落装置、自动化测控装置等部件

按运输要求包装好后直接固定在运输颠振试验台上，按5.10规定的加速度、频率范围和历时时间进

行试验，结束后先进行外观检测，应满足5.11的要求，然后按6.1进行其性能参数试验，应满足5.2

的要求。

6.10外观及其它检验

采用目测及手动检验，应满足5.11的要求。

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7检验规则

7.1检验分类

产品检验分出厂检验、现场检验和型式检验三种。

7.2出厂检验

表3检验项目

序号检验项目名称出厂检验现场检验型式检验技术要求试验方法

1性能参数(1)－√√5．2．16．1．3（1）

2性能参数(2)－－√5．2．26．1．3（2）

3真空度－√√5．36．2

4零部件√－√5．46．3

5绝缘电阻√√√5.56.4

6抗电强度－－√5.66.5

7浪涌（冲击）抗扰度；－－√5.76.6

8抗电磁干扰；－－√5.86.7

9连续通电√√√5.96．8

10耐运输颠振－－√5．106．9

11外观及其它√√√5．116．10

注：“√”为应检项目，“－”为不检项目

7.2.1真空激光准直位移测量装置应由制造厂的质量检验部门按第6章的试验方法进行出厂检验，

检验项目见表3。

7.2.2经质量检验部门检验合格并附合格证及出厂检验资料后，方可出厂。

7.2.3合格证内容应包括：

a）厂商名称、产品名称、型号、规格及出厂编号；

b）制造年、月；

c）检验员、检验日期。

7.2.4出厂检验资料至少应包括：

a）产品名称、型号规格、出厂编号；

b）光斑位移测量范围、分辨力；

c）准直线长度；

d）绝缘电阻；

e）工作电源类型及参数

f）制造时间、检验员标识。

7.3型式检验

型式检验按第6章的试验方法进行。

7.3.1型式检验规定

凡遇下列情况之一，应进行型式检验：

a）产品定型鉴定前；

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b）产品在设计、工艺、材料上有较大改变时；

c）停止生产1年以上的产品再次生产时；

d）正常生产的产品，每5年应进行一次；

e）出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时；

f）国家质量技术监督机构提出进行型式检验要求时。

7.3.2型式检验应从出厂检验合格的产品中任意抽取，样品数量应为该批产品总数的3％。若总数少

于3台，则应全检。

7.3.3型式检验项目见表2。

7.3.4判定规则

型式试验未发现不合格项，则判定该批产品合格。如发现有不合格项，则进行加倍抽样，重复

进行型式试验，如未发现不合格项，仍判定该批产品合格；如第二次抽取的样品仍存在不合格项，

则判定该批产品不合格。

8标志、说明书、包装、运输、储存

8.1标志

8.1.1产品标志

产品铭牌应包含以下内容：

a）制造厂全称及商标；

b）产品名称；

c）型号；

d）出厂编号。

8.1.2包装标志

产品包装箱外壁应使用防水标记，包含以下内容：

a）到站、收货单位和地址；

b）发站、供货单位和地址；

c）产品名称、型号和数量；

d）标明“精密仪器”、“小心轻放”、“防震”及放置标记“↑”标识。

8.1.3产品的包装储运标志和收发货标志应按照GB/T191和GB6388的有关规定执行。

8.2说明书

产品使用说明书应参照GB/T9969执行。

8.3包装

真空激光准直装置应对激光发射装置、激光接收装置、波带板起落装置、波纹管等零部件进行

包装。

8.3.1产品的内包装

a）产品的内包装为入库包装，宜用纸盒及隔震泡沫组合包装；

b）将产品和产品检验合格证一起进行包装。

8.3.2产品的外包装

a)产品的外包装是为出厂运输进行的包装；

b)将已经过内包装的产品装入外包装箱内，安全可靠的封闭外包装箱；可多台装置组合包装，

宜采用木箱及隔震泡沫组合包装。防震、防潮、防尘等包装防护按GB/T13384中的有关规

定进行。

8.3.3产品随行文件

外包装箱内随产品提供的技术文件应包括：

a)装箱清单；

b)使用说明书；

c)产品合格证；

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d)出厂检验资料；

e)产品技术条件规定的其他文件。

随带技术文件应装入塑料袋中并放置在外包装箱内表层。

8.4运输

产品应适于陆运、空运、水运(海运)，运输装卸按包装箱的标志进行操作。

8.5储存

长期不用的产品应保留原包装，贮存环境温度应在-40℃～60℃之间、湿度不大于85％，且贮

存场所应无酸、碱、盐，无有害气体及烟尘，有防御雨、雪、风、沙的措施。

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在运输包装状态下，设置振动系统的扫频振动频率为10Hz～150Hz～10Hz，扫频速度为1倍频

程/min，加速度为2g，对真空激光准直装置激光发射装置、激光接收装置、自动化测控装置进行循

环3个周期/单轴振动试验。试验后测试其性能参数、绝缘性能仍应满足5.2和5.5的要求，且外观

符合5.11的要求。

5.11外观及其它

a)全部零部件表面应无锈斑，无明显划痕，无裂痕及凹陷损伤；

b)全部金属零部件除不锈金属材料外，都必须进行防锈处理；

c)标识、标牌图案清晰，表面无污染；

d)紧固件应无松动，位置调节螺栓转动灵活。

6试验方法

6.1性能参数检验

6.1.1主要试验设备

a)水平位移给进设备；

b)500mm游标卡尺，示值误差≤±0.03mm；

a）真空表（计）；

b）100V兆欧表；

c)运输颠振试验台：最大加速度20g，频率范围2Hz～600Hz。

6.1.2试验步骤

试验步骤如下：

a)在正常试验条件下，将真空激光准直装置按不少于80m的真空管道长度及三个测点位置安

装于试验场地，将波带板或已安装波带板的测点箱固定在水平位移给进设备上。

b)开启抽真空设备，抽真空至真空管道内的真空度满足5.3的要求。

c)在真空管道内真空度满足5.3的条件下，从设定的水平零点位移开始，按激光接收装置量

程范围内，选取三个给定值（0，50%F.S，100%F.S），分别记录测点给进位移和激光接收装

置测量位移。

d)按（a）～（c）的步骤至少进行3次试验。

6.1.3参数的确定

a)真空激光准直装置水平位移量在往返各次测回中，测点两次位移测量的偏离值之差应符合

5.2.1的规定。

b)系统综合误差

按6.1.2中（d）试验的各次测值与给定值之差值应符合5.2.2的规定。

6.2真空度的确定

6.2.1测量真空度

测量状态下，关闭真空泵，待管道内压力平衡后，读取真空度值，应符合5.3的规定。

6.2.2保持真空度

测量状态下，关闭真空泵，等待168h，读取真空度值，应符合5.3的规定。

6.2.3漏气率

测量状态下，关闭真空泵，读取真空度，等待168h以上，在真空度小于保持真空度状态下，

读取真空度值和等待时间，计算漏气率，应符合5.3的规定。

6.2.4抽真空时间

从保持真空度抽真空时，开始计时，到抽到测量真空度为止，结束计时，计算抽真空时间

应符合5.3的规定。

6.3零部件试验

6.3.1激光发射装置试验

a)激光发射装置所选用的激光器的发散角应符合