流导调制法UHV/XHV校准系统结构与原理

2010-01-14 李得天 兰州物理研究所

  流导调制法(CMM)实际上是一种动态流量法校准原理,但该方法可以补偿由于泵自身的出气引起的有效抽速S的下降,测量更精确,是一种基础方法。

  校对室中的气压P借助下式算出

  式中,Qi是构建较准室中的气态视频流量, Qw是较准室器壁和真空度规的吸气率, C是较准室和抽气室之間的可变性流导。   一般性,同一个泵具备之前(自然人) 抽速SP,之前抽速不随各种压力发生变化,是常数。之前抽速SP和管用抽速S的相互影响为

  式中,Qp为泵自己的的排气率。校对室中的压差P的形容式可转变为

  电离规的灵敏性度K与学习压力P的表达方法式为

  式中, Ii和Ie依次为气相色谱仪分子结构制造的阴离子流和电离规的试射电流量。   在自校时候中,假设Qi 、Qw、Qp为常数,则电离规的敏感度K可借助下式决策。

  式中,ΔQi = Qi2- Qi1 ,ΔIi为铝离子流Ii 的变现量。图5 图甲中为泰国ULVAC的T. Arai 乘以1995 年构建的几台流导幅度调制法UHV/XHV校正系统化。

日本的流导调制法UHV/XHV校准系统结构图

图5  日本的的流导调变法UHV/XHV效正系统性框架图

  XHV 校准室采用0.248m ×0.372m 的柱形容器(体积0.021m3 ,总表面积0.61m2) ,由SUS304L不锈钢制作而成。校准室装配前预先在450 ℃下高温真空除气36h。

  安装在校准室和钛泵之间的可变流导系统,由0.17m 的小孔和0.163m 的圆形挡盘组成,计算机控制直线电机带动圆形挡盘上下移动,可移动的最大位移为距小孔平面40mm。可变流导C的值通过Monte-Carlo 模拟计算,流导范围为0.817m3·s - 1~4.71m3·s - 1

  抽气机组由涡轮分子泵钛泵低温泵组成,校准室在220 ℃下烘烤48h 后,本底压力可达10-10 Pa 。

  校准时,真空室仅通过钛泵(对H2 的抽速为8.0m3·s -1) 抽气。校准气体通过直径为5 ×10- 5m 的小孔引入,小孔的流导通过稳压室中的压力衰减测量,对H2 的流导值为1.8 ×10 - 7 m3·s -1 。流量Qi 通过小孔的流导和稳压室中的压力计算,测量不确定度小于1 %。近年来,日本ULVAC 公司自行研制的极高真空电离规(AT 规) 的全部性能研究工作(包括校准、长期稳定性的研究等) 都是在该校准系统上进行的。目前AT 规已成为国际上测量下限最低(5 ×10- 11 Pa) 的商品化极高真空电离规。

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