分流法是在靜態(tài)流量法根本原理的根底上提出的。因?yàn)闅怏w微流量表流量測(cè)量規(guī)模和校準(zhǔn)室極限真空度所限,靜態(tài)流量法的校準(zhǔn)上限正常在10-6Pa～10-7Pa之間。為了將真空規(guī)的校準(zhǔn)上限蔓延到XHV規(guī)模,提出了流量分流法根本思維,行將已知流量氣體注入到分流室,再通盡量流室上兩個(gè)流導(dǎo)相差很大的小孔將氣體流量分流到XHV校準(zhǔn)室和UHV校準(zhǔn)室,那樣很少全體流量流入XHV校準(zhǔn)室,絕大全體流量流入U(xiǎn)HV校準(zhǔn)室,從而蔓延了校準(zhǔn)上限,分流法是對(duì)靜態(tài)流量法的停滯。

　　1999年,德國(guó)PTB的K.Jousten等構(gòu)建了新一代UHV/XHV校準(zhǔn)零碎,以取代晚期的分子束法UHV/XHV校準(zhǔn)零碎。該零碎的原理圖如圖6所示。恒壓式流量表產(chǎn)生的已知?dú)怏w流量qpV注入到分流室V0中,分流室的體積為3.6×10-3m3,內(nèi)名義積為0.15m2。在分子流條件下,小孔C01和C02對(duì)N2的流導(dǎo)別離為(5.242±0.007)×10-3m3·s-1和(0.04942±0.00006)×10-3m3·s-1。C01和C02別離作為UHV室V1(22.7×10-3m3,0.52m2)和XHV室V2(6.8×10-3m3,0.29m2)的出口。當(dāng)兩個(gè)高溫泵作業(yè)時(shí),大概有99%的氣體流入U(xiǎn)HV室V1,1%的氣體流入XHV室V2。所以抽氣孔C1和C2對(duì)N2的分子流導(dǎo)大小根本相反(C1=(103.95±0.05)×10-3m3·s-1,C2=(101.21±0.04)×10-3m3·s-1),因而在V2中產(chǎn)生的氣體壓力約是V1中產(chǎn)生壓力的1/100。

圖6　德國(guó)PTB研制的分流法UHV/XHV校準(zhǔn)零碎構(gòu)造圖

　　那末只有其中一個(gè)高溫泵作業(yè),當(dāng)達(dá)成失調(diào)時(shí),從流量表流出的全副流量將會(huì)流入相應(yīng)的真空室。高溫泵的作業(yè)熱度約為217K,在T0(296.15K)熱度下對(duì)N2的抽速約為10m3·s-1。為了失掉10-11Pa/m3·s-11m·-2·的出氣率,真空室由AISI316L不銹鋼制作而成,并在950℃下真空低溫爐烘烤除氣2h。

　　當(dāng)只有高溫泵(UHV-cryopump)作業(yè)時(shí),真空室V1中的壓力經(jīng)過(guò)下式劃算,

　　式中,γ1為返流比因子,F為空間散布因子,經(jīng)過(guò)MonteCarlo模仿劃算失去,T1為真空室V1中的均勻熱度,Tfm為流量表的熱度。當(dāng)2個(gè)高溫泵都作業(yè)時(shí),真空室V1、V2中的壓力別離經(jīng)過(guò)下式劃算,

　　zui近多少年,德國(guó)PTB為了進(jìn)一步減小該UHV/XHV校準(zhǔn)零碎的測(cè)量不確定度,繼續(xù)了一大批的性能鉆研作業(yè)。重要囊括:(1)采納Monte2Carlo模仿劃算了校準(zhǔn)室抽氣口小孔的流導(dǎo);(2)采納Monte2Carlo法對(duì)校準(zhǔn)室內(nèi)氣體分子在空間散布的不勻稱(chēng)性繼續(xù)了模仿,并經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了模仿劃算產(chǎn)生的偏差。

　　在我國(guó),為理解決UHV/XHV規(guī)校準(zhǔn)的急需,蘭州物理鉆研所(LIP)的李得天等于2006年研制出了UHV/XHV校準(zhǔn)零碎。該校準(zhǔn)零碎重要XHV零碎、UHV零碎、流量分流零碎組成,作業(yè)原理如圖7所示。

圖7　中國(guó)LIP研制的分流法UHV/XHV校準(zhǔn)零碎作業(yè)原理圖

　　XHV校準(zhǔn)室采納真空熔煉的非凡SUS316L不銹鋼制作,內(nèi)名義先繼續(xù)電拋光解決,而后繼續(xù)寬大的超高真空蕩滌工藝解決,裝置前再將XHV校準(zhǔn)室放入真空低溫爐烘烤除氣,再不升高資料內(nèi)H2的含量,使資料的出氣率小于5×10-10Pam3·s-1m-2。為了既保障校準(zhǔn)室有剩余的抽速,又保障校準(zhǔn)室中壓力的勻稱(chēng)性和防止束流效應(yīng),校準(zhǔn)室與抽氣室之間設(shè)計(jì)了限流小孔,小孔直徑為0.033m,對(duì)氮?dú)獾姆肿恿鲗?dǎo)約為0.1m3·s-1。XHV抽氣機(jī)組由磁浮渦輪分子泵、分子泵、干泵、以及非蒸散型吸氣劑泵組成。渦輪分子泵對(duì)各族氣體的抽速無(wú)顯然的取舍性,為了普及對(duì)H2、He等工業(yè)氣壓縮比氣體的抽氣威力,采納了雙渦輪分子泵串聯(lián)構(gòu)造。非蒸散型吸氣劑泵的特點(diǎn)是對(duì)H2的抽速大,對(duì)惰性氣體無(wú)抽速,因此利用非蒸散型吸氣劑泵普及了零碎的真空度,另一上面運(yùn)用惰性氣體院正點(diǎn),不改觀校準(zhǔn)室的無(wú)效抽速。

　　UHV校準(zhǔn)室選用的資料、物理構(gòu)造、限流孔、以及資料名義解決工藝等都與XHV校準(zhǔn)室相反。UHV抽氣零碎采納雙渦輪分子泵串聯(lián)抽氣機(jī)組,前級(jí)泵為電泵。另外,在分子泵與抽氣室之間裝置了超高真空插板閥。

　　流量分流零碎。流量分流零碎重要由流量表和分流室組成,流量表采納生動(dòng)流導(dǎo)法氣體微流量表。分流室采納SUS316L不銹鋼制作,內(nèi)名義解決工藝與XHV校準(zhǔn)室相反。分流室經(jīng)過(guò)小孔15和23別離與XHV和UHV零碎相連,小孔15是激光單孔,分子流流導(dǎo)為10-6m3·s-1量級(jí),小孔23是80個(gè)勻稱(chēng)排列的激光多孔,分子流流導(dǎo)為10-4m3·s-1量級(jí)。

　　采納分流法校正點(diǎn),XHV校準(zhǔn)室的壓力P經(jīng)過(guò)公式(13)劃算,

　　式中,Q為流量表提供的已知?dú)怏w流量,C9為XHV室限流小孔的流導(dǎo),RC為小孔23與小孔15的流導(dǎo)比,Rp為返流比。

　　在該校準(zhǔn)零碎上,采納分流法校準(zhǔn)壓力規(guī)模為10-10Pa～10-6Pa,分解規(guī)范不確定度為1.5%～3.5%。該校準(zhǔn)零碎的重要特點(diǎn)有:(1)采納無(wú)油雙渦輪分子泵串聯(lián)抽氣機(jī)組與非蒸散型吸氣劑泵組共計(jì)劃失掉了10-10Pa*真空,渦輪分子泵和非蒸散型吸氣劑泵都是室溫抽氣目的,無(wú)利于熱力學(xué)失調(diào)態(tài)的構(gòu)建和防止熱輻射效應(yīng),使規(guī)范壓力可以準(zhǔn)確劃算;(2)利用非蒸散型吸氣劑泵對(duì)惰性氣體無(wú)抽速的特點(diǎn),以惰性氣體院正點(diǎn),非蒸散型吸氣劑泵既維持了*真空本底,又不改觀校準(zhǔn)室的無(wú)效抽速,利用這一特點(diǎn),并采納扣除本底的步驟,無(wú)效蔓延了校準(zhǔn)上限。

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