分流法是在靜態(tài)流量法根本原理的根底上提出的。因為氣體微流量表流量測量規(guī)模和校準室極限真空度所限,靜態(tài)流量法的校準上限正常在10-6Pa～10-7Pa之間。為了將真空規(guī)的校準上限蔓延到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流導相差很大的小孔將氣體流量分流到XHV校準室和UHV校準室,那樣很少全體流量流入XHV校準室,絕大全體流量流入UHV校準室,從而蔓延了校準上限,分流法是對靜態(tài)流量法的停滯。

　　1999年,德國PTB的K.Jousten等構(gòu)建了新一代UHV/XHV校準零碎,以取代晚期的分子束法UHV/XHV校準零碎。該零碎的原理圖如圖6所示。恒壓式流量表產(chǎn)生的已知氣體流量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N2的流導別離為(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。當兩個高溫泵作業(yè)時,大概有99%的氣體流入UHV室V1,1%的氣體流入XHV室V2。所以抽氣孔C1和C2對N2的分子流導大小根本相反(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PTB研制的分流法UHV/XHV校準零碎構(gòu)造圖

　　那末只有其中一個高溫泵作業(yè),當達成失調(diào)時,從流量表流出的全副流量將會流入相應(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。

　　當只有高溫泵(UHV-cryopump)作業(yè)時,真空室V1中的壓力經(jīng)過下式劃算,

　　式中,γ1為返流比因子,F為空間散布因子,經(jīng)過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2個高溫泵都作業(yè)時,真空室V1、V2中的壓力別離經(jīng)過下式劃算,

　　zui近多少年,德國PTB為了進一步減小該UHV/XHV校準零碎的測量不確定度,繼續(xù)了一大批的性能鉆研作業(yè)。重要囊括:(1)采納Monte2Carlo模仿劃算了校準室抽氣口小孔的流導;(2)采納Monte2Carlo法對校準室內(nèi)氣體分子在空間散布的不勻稱性繼續(xù)了模仿,并經(jīng)過試驗驗證了模仿劃算產(chǎn)生的偏差。

　　在我國,為理解決UHV/XHV規(guī)校準的急需,蘭州物理鉆研所(LIP)的李得天等于2006年研制出了UHV/XHV校準零碎。該校準零碎重要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LIP研制的分流法UHV/XHV校準零碎作業(yè)原理圖

　　XHV校準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。為了既保障校準室有剩余的抽速,又保障校準室中壓力的勻稱性和防止束流效應(yīng),校準室與抽氣室之間設(shè)計了限流小孔,小孔直徑為0.033m,對氮氣的分子流導約為0.1m3·s-1。XHV抽氣機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。渦輪分子泵對各族氣體的抽速無顯然的取舍性,為了普及對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是對H2的抽速大,對惰性氣體無抽速,因此利用非蒸散型吸氣劑泵普及了零碎的真空度,另一上面運用惰性氣體院正點,不改觀校準室的無效抽速。

　　UHV校準室選用的資料、物理構(gòu)造、限流孔、以及資料名義解決工藝等都與XHV校準室相反。UHV抽氣零碎采納雙渦輪分子泵串聯(lián)抽氣機組,前級泵為電泵。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,流量表采納生動流導法氣體微流量表。分流室采納SUS316L不銹鋼制作,內(nèi)名義解決工藝與XHV校準室相反。分流室經(jīng)過小孔15和23別離與XHV和UHV零碎相連,小孔15是激光單孔,分子流流導為10-6m3·s-1量級,小孔23是80個勻稱排列的激光多孔,分子流流導為10-4m3·s-1量級。

　　采納分流法校正點,XHV校準室的壓力P經(jīng)過公式(13)劃算,

　　式中,Q為流量表提供的已知氣體流量,C9為XHV室限流小孔的流導,RC為小孔23與小孔15的流導比,Rp為返流比。

　　在該校準零碎上,采納分流法校準壓力規(guī)模為10-10Pa～10-6Pa,分解規(guī)范不確定度為1.5%～3.5%。該校準零碎的重要特點有:(1)采納無油雙渦輪分子泵串聯(lián)抽氣機組與非蒸散型吸氣劑泵組共計劃失掉了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,無利于熱力學失調(diào)態(tài)的構(gòu)建和防止熱輻射效應(yīng),使規(guī)范壓力可以準確劃算;(2)利用非蒸散型吸氣劑泵對惰性氣體無抽速的特點,以惰性氣體院正點,非蒸散型吸氣劑泵既維持了*真空本底,又不改觀校準室的無效抽速,利用這一特點,并采納扣除本底的步驟,無效蔓延了校準上限。

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