定向流真空校準裝置

2010-01-27 李得天 蘭州物理研究所

  定向流真空校準裝置主要用于方向規的校準和非平衡態分子流的研究,裝置由校準室、進氣系統、抽氣系統、磁流體密封及磁力傳動系統四部分組成。裝置采用小孔向校準室引入氣體,通過抽速為2000 L/s 的分子泵直接對校準室進行抽氣,在校準室中形成自小孔出口至抽氣口間的定向分子流,通過磁力傳動技術使方向規處于校準室中不同的位置,從而研究非平衡態分子流在真空室的分布,校準裝置的原理結構如圖10所示。

定向流真空校準裝置

1. 氣瓶;2,5,7,10,12. 隔離閥;3,6,17. 真空規;4. 穩壓室;8. 機械泵;9,11. 渦輪分子泵;13. 四極質譜計;14. 旋轉系統;15. 驅動系統;16. 方向規;18. 針閥;19. 小孔;20. 固定支架;21. 進氣室;22.SRG;23.校準室

圖10 定向流真空校準裝置

  方向規的校準是將已知分子數密度的定向分子流注入方向規內,通過方向規平衡室將定向分子流轉換為平衡態分子流,計算得到平衡態分子流引起的標準壓力,考慮到校準室本底氣體壓力的影響,校準方向規的計算公式為:

  式中p 為定向分子流進入方向規平衡后的壓力值;ps 為校準室本底氣體壓力;ra 為小孔19的半徑;re 為方向規入口半徑;L 為方向規入口與進氣小孔的距離;pf 為上游室21 中氣體壓力。

  校準裝置可以獲得7.86×10- 8 Pa 的極限真空度,對方向規的校準范圍為(10- 7~10- 1)Pa ,測量不確定度為6.1%。

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