1、根本原理及务求
静态流量法是用来高真空和超高真空区间的一种相对的真空校准真空规的步骤。
静态流量法是陆续地把已知流量的气体注入校准室中，经过已知流导的小孔抽气，在校准室内构建起可准确划算的静态失调压力的校准步骤。
那末校准室中在于等温状态，气体分子各向异性，匀称散布，采纳前级流量法，则有
Q+Q0-PSg-(P-Pe)C=V△P/△t(1)
式中，Q为注入的气体流量(Pa·L/s);Q0为校准室内名义的放气速率(L/s);P为校准室内的压力值(Pa);Sg为被校真空规的抽气速率(L/s);Pe为抽气室中的压力值(Pa);C为校准室入口小孔的流导值(L/s)。V为校准室的体积(L);△P/△t为校准室压力随工夫的变迁速率(Pa/s)。
为了简化式(1)，应满足如次的根本条件:1)校准室内的名义放气速率Q0应小于最低校准压力时注入气体流量Q的1/100；2)抽气室内对小孔的无效抽气速率Se应大于小孔分子流流导C的50倍;3)被校真空规的总抽气速率应小于校准室入口流导值的1/100;4)在校准内中中，校准室内每个校准点的压力稳定小于1/100。
那末满足该署条件,则式(1)简化为
P=Q/C(2)
经过测量气体流量Q,再由分子流实践划算出小孔的流导值C,在校准室中就可失去划算的压力值P。流量Q由恒压式气体微流量表测量。经过测量参考室压力Pf,鞲鞴的静止进度△L/△t,由下式划算流量
(3)
式中,Ap为鞲鞴的横截面积;TQ为微流量表内的气体热度;Tr为参考热度。2、规范安装
研制的静态流量法超高真空规范安装重要由规范零碎、恒压式气体微流量表和抽气零碎三全体组成,如图1所示。
2.1、校准零碎
通过调研,对海内外同类规范继续了综合和钻研的根底上,提出了物理模子。使用电脑采纳蒙特卡罗法和视角系数法继续了模仿划算和综合。设计了四球构造的校准零碎,它由出口球室、校准室、裸规校准球室和抽气室组成。
2.1.1、校准室
校准室采纳了球状构造,直径为500mm。在校准室的赤道地位上,有10个法兰孔,用来被校真空规的装置。球状构造是最现实的构造内容,适宜于相对真空测量。存在如次的特点:
1)所以气体分在整个球内是匀称散布的,单位工夫在单位面积上入射分子数(分子数/s·cm2)是相反的。
2)那末从球状构造上某处的出口孔注入按余弦散布的气旋,并经过入口孔继续抽气,因为球中存在定向固定而畸变了各向异性分子流的散布。然而在球状构造中,这种畸变是轻易估算的。那末小孔的面积小于球面面积的1/1000,球中定向固定的莫须有能够疏忽不计。
3)球状构造上小面积的孔与有限大立体上的孔的性质极为相近,根本符正当想小孔的条件。那末球面对入射分子按余弦定理散射,小孔的面积远小于球面面积(1/1000)和小孔薄厚远远小于小孔的直径,那么小孔流导值就能准确划算。
校准室的总体积为0.53m3,大于被校规及联接弹道的总体积的60倍。
2.1.2、抽气室
抽气室采纳直径为500mm,高低为800mm的圆筒容器,为丁字形构造。抽气室体积为0.785m3,大于校准室的体积。
2.1.3、出口球室
气体注入的出口球室坐落校准室顶部,出口孔在校准室赤道的极点上,并对着校准室内壁。当气体流量注入到出口球室时,到少与球壁相碰一次再进入校准室中,减小了分子束流效应。而后通过校准室与抽气室之间的小孔由高温泵抽走,在校准室中将产生一个静态失调压力。
2.1.4、裸规校准球室
裸规校准球室理论上是一个压力失调转换器。为了预防入射的气体分子间接打到规管的水解区,设计了屏蔽档板,至多通过一次碰撞后能力进入裸规校准球室。
2.1.5、小孔
小孔是圆形的,直径为3.2939cm。小孔横截面积为8.521cm2,不确定度小于0.1%。校准室采纳球状,球的内名义积为7854cm2。小孔横截面积与球内名义积的比值为1.08×10-3,濒临于1/1000,根本上满足规范规程的务求。小孔边缘薄厚为0.252mm,小孔边缘薄厚和孔径之比值为1/131小于的1/50,满足规范务求。小孔装置在校准室与抽气室之间的地位上,并与校准室内切球面相割,小孔流导C为99.186L/s(N2)。2.2、恒压式气体微流量表
恒压式气体微流量表用来产生已知气体流量,经过出口球室注入到校准室中,为静态流量法提供规范流量。恒压式气体微流量表的测量规模为2×10-3～10-8Pa·m3/s,不确定度小于2%。2.3、抽气零碎
抽气零碎由主抽气零碎、前级抽气机组、弹道和阀门组成。主抽气零碎由高温泵、钛升华泵、分子泵、溅射离子泵、插板阀等组成。前级抽气机组由罗茨泵、挡油阱、电泵等组成。
主抽泵为500mm口径的制冷机高温泵，对氮气(N2)的抽速为16m3/s,对小孔的无效抽速为6.6m3/s,远大于小孔流导值的50倍。使高温泵的抽速稳定对小孔流导的莫须有减小,保障了压力的测量精度。在失掉极限真空的内中中须要300℃低温烘烤48h。在主泵上配置了插板阀,并用一台抽速为1.5m3/s的分子泵作为烘烤时的抽风泵。同声选用一台15m3/s的LN2冷冻升华泵和一台0.4m3/s的溅射离子泵作为失掉极限真空辅助泵。前级泵是一台抽速100m3/h的罗茨泵和一台50m3/h的双级旋片泵。
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