動態流導法真空校準基本原理和要求

2008-12-01 李得天 蘭州物理研究所

      動態流導法是連續地把已知流量Q 的氣體注入到校準室中, 通過已知流導的小孔抽氣, 在校準室內建立起可精確計算的動態平衡壓力的校準方法。如果校準室中處于等溫狀態, 氣體分子各向同性, 均勻分布, 采用前級流量法, 則有


Q + Q 0 - PuSg - (Pu- Pl)C = V.dPv/dt(1)

式中 Q ——注入的氣體流量, Pa·m 3/s
       Q 0——校準室內表面的放氣速率,m 3/s
       PU ——上球室內的壓力值, Pa
       S g ——被校真空規的抽氣速率,m 3/s
       PL ——下球室中的壓力值, Pa
       C ——校準室出口小孔的流導值,m 3/s
       V ——校準室的體積,m3
       dPu/dt——上球室壓力隨時間的變化速率, Pa/s。

為了簡化(1) 式, 應滿足如下的基本條件.

     a. 上球室內表面的放氣速率Q0 應小于最低校準壓力時注入氣體流量Q 的1/100;

     b. 注入氣體流量前, 上球室中的本底壓力值P0應小于最低校準壓力值PU 的1/100;

     c. 下球室內對小孔的有效抽氣速率SP 應大于小孔分子流流導C 的50 倍;

     d. 被校真空規的總抽氣速率應小于上球室出口流導值的1/100;

     e. 在校準過程中, 校準室內每個校準點的壓力波動應小于1/1 00。

      如果滿足上述條件, 則(1) 式簡化為公式(2)。

 

  設壓力比RP = PU/PL , 用同一只磁懸轉子規測量, 可提高壓力比測量精度。在分子流條件下, 分子泵抽速恒定的情況下, 壓力比R P 是常數, 則有公式(3)

  為了延伸真空的校準下限, 可從下球室中引入流量, 有一部分氣體將返流到上球室中, 在上球中建立起動態平衡壓力, 用于真空規的校準, 可延伸校準下限。