动态流导法真空校准基本原理和要求

2008-12-01 李得天 兰州物理研究所

      动态流导法是连续地把已知流量Q 的气体注入到校准室中, 通过已知流导的小孔抽气, 在校准室内建立起可精确计算的动态平衡压力的校准方法。如果校准室中处于等温状态, 气体分子各向同性, 均匀分布, 采用前级流量法, 则有


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

式中　Q ——注入的气体流量, Pa·m 3/s
　      Q 0——校准室内表面的放气速率,m 3/s
　      PU ——上球室内的压力值, Pa
　      S g ——被校真空规的抽气速率,m 3/s
　      PL ——下球室中的压力值, Pa
　      C ——校准室出口小孔的流导值,m 3/s
　      V ——校准室的体积,m3
　      dPu/dt——上球室压力随时间的变化速率, Pa/s。

为了简化(1) 式, 应满足如下的基本条件.

     a. 上球室内表面的放气速率Q0 应小于最低校准压力时注入气体流量Q 的1/100;

     b. 注入气体流量前, 上球室中的本底压力值P0应小于最低校准压力值PU 的1/100;

     c. 下球室内对小孔的有效抽气速率SP 应大于小孔分子流流导C 的50 倍;

     d. 被校真空规的总抽气速率应小于上球室出口流导值的1/100;

     e. 在校准过程中, 校准室内每个校准点的压力波动应小于1/1 00。

      如果满足上述条件, 则(1) 式简化为公式(2)。

 

　　设压力比RP = PU/PL , 用同一只磁悬转子规测量, 可提高压力比测量精度。在分子流条件下, 分子泵抽速恒定的情况下, 压力比R P 是常数, 则有公式(3)

　　为了延伸真空的校准下限, 可从下球室中引入流量, 有一部分气体将返流到上球室中, 在上球中建立起动态平衡压力, 用于真空规的校准, 可延伸校准下限。