本文全面而概略地论述了气体微流量的测量及其标准的发展和现状。着重考虑了作为气体微流量标准装置核心的恒压式气体微流量计的原理、结构、下限因素和不确定度等基本问题。简略地介绍了我们在这方面的工作和特点。

一、引言

　　真空物理和技术中最基本的三个物理量是真空度(P)、微流量(Q)、和抽速(S)。气体在热力学平衡态下, 这三个量之间的关系为P = Q /S 。真空计量学的首要任务就是要建立这三个物理量的标准。

　　近30 常年来, 涡流度要求得到了很高发展趋势, 在大多地区已建立起了地区级要求并达成了地区涡流压力容器检验检验咨询中心。80 年, 在国外性性压力容器检验检验局(B IPM ) 的团队下, 深入开展了的环境领域内制定涡流测量值的办公, 有10 诸多地区级高涡流要求列席了契机以传统PTB 高涡流要求为价值体系的国外性性匹配, 经历了近10 年。1987～1989 年科工委涡流压力容器检验检验特一级站的高涡流要求也列席了相应国外性性匹配, 匹配結果作为了好的不符性。 　　对于各种类型泵速的校正调查既然历史上好长时间，但鉴于太难细则一位协调的细则, 到如今 ，一直不有开发起协调的细则。香港国际细则化企业( ISO) 已公示了几类泵的具体化测试软件规范的细则草案。为协调抽速(S) 这些量值带来了用不着的细则。

　　随着真空计量向准确、精密和更深层次的发展, 研制高精度微流量计, 进而建立气体微流量标准, 已成为当今世界真空计量学研究的新动向和新趋势。气体微流量标准, 不仅是真空计量中三个基本量之一的标准, 而且也是建立动态流量法真空度标准, 真空泵抽速测量标准和标定参考漏孔的基础。

　　一些航天器, 为了保持舱内的压力和长时正常工作，要求精确地确定微小的漏量，对长期工作在宇宙的载人太空站, 这点尤为重要。火箭所用的燃料是一种易燃易爆或有毒的气体或液体，因此微小的泄漏具有很大的危险性。在一些微电子工艺流程和真空新工艺中，要求精确确定和控制微量气体的定量注入, 以保证工艺质量和产品性能的稳定。因此从实际应用看, 精确测量气体微流量和建立气体微流量标准也具有重要意义。国际上在高精度气体微流量计的研制方面起步虽然早, 但也随着理论研究的深入和实践经验的积累, 才逐渐对研制的难度有了更具体和深刻的认识, 近些年来又投入更大的人力和财力, 从事更先进水平的气体微流量计研制, 进而已发展到研制和建立气体微流量标准装置阶段。

二、气体微流量计

1. 总体机理 　　废气微用户压力变送器可分类相应型和相应型2类。 　　必然型空气微联通水总用户量计措施联通总用户量概念来进行联通总用户量估测:

　(1)

式中　P ——流量计气体容器中的压强
　　　V ——流量计气体容器的体积
　　　T ——流量计气体容器中的温度
　　    T r——流量测量时的参考温度
　　　t——时间

(1) 式微分:

(2)

　　由(2) 式能知非常型总压力变送器又可分类恒压式(P = P 0= 常数,Q = P0 dV/dt) , 定容式(V=常数Q=V dP/dt) 和液柱位移式(Q=P dV/dt+ V dP/dt) 三个。

　　相对型气体微流量计利用气体的某些性质, 间接地来测量流量, 需要进行校准。例如热容流量计, 粘滞流量计等。

　　早期的气体微流量计是为测量泵速(S = QP) 的需要而发展起来的, 主要采用滴定管液柱位移式流量计, 其结构简单, 读数容易, 操作方便, 但精度不高。

　　60年份日后, 可能动态图手机国内手机流量法高压气的标准(P = Q/C, C为圆孔流导) 的各种需求, 催进了高控制高精确度混合有机废气气体微手机国内电磁手机涡轮流量计的趋势, 而最为测量学机 , 半数以上高控制高精确度混合有机废气气体微手机国内电磁手机涡轮流量计采取的是或然型恒压式方式。这是所以恒压式与定容式相较, 具备有下述显著优点: 　　(1) 恒压式用户压力变送器中充气垫压强P 0 选泽正确的范围(假如105～ 10Pa) , 电费容贴膜规测定, 不肯定度可不大于0. 6%。而定容式用户压力变送器中的质量V , 要精度测准一定难关。 　　(2) 恒压式中dV /d t, 如用外观流程的火塞移动式而实现, 则只需衡量火塞位移长短變化。而定容式中dP/d t, 要衡量压强的變化。相对来说以下, 测长短變化, 要正确得多。 　　(3) 恒压式中, P 0 可在相应面积变幻,Q 是P 0 和dV/d t 的二元指数变量。定容式中,V 转换有难度,Q 是dP/dt 的5元指数变量。较之后, 恒压式示值更宽和最高值更低。 　　(4) 从吸放气和漏气对检测的联通流量的作用分析。定容式中呈现的误差值率大, 控制了其底限的延申。恒压式中呈现的误差值率小, 重要于检测的底限的延申。 2. 恒压式混合气体微水电磁流量计架构 　　从恒压式关键的技术看, 它是需要来解决多个主要关键的疑问: 一类是尽或者持续办公压强P 0的稳定平衡, 并测准它。第二采用了正确变体型大小V 的措施, 并测准dV/dt。 　　30 几十年来, 恒压式固体微水热度的计在结构设计设计上的提升, 可总结为以下五个这方面:(1) 滑屏抽真空缸筒结构设计设计1962 年Hayw ard and J ep sen 工业化生产的恒压式水热度的计是使用动态展示水热度的法校对系统化的1、台[2] , 右图1 随时。变容室一内窗缸筒的金属材质园筒, 两者之间间用单“O ”圈抽真空。差压规分离出来变容室和考生室, 打气时旁通调节阀 V b 开启, 两室压强一样(P 0) , 自动测量时关V b, 变容室中固体进入校对系统化, 其压强P 0 回落, 差压规所产生非零工作转换, 发展缸筒扩大变容室质量, 以补充变容室中压强回落, 使差压规确保近于零的工作转换, 恢复P 0 平稳, 则

(3)

　　式中P0 为变容室中压强,A 为活塞载面积, d l/d t 为活塞位移速度。用活塞改变容室体积和用差压规来监控P 0 恒定的这一设计思想和基本结构, 为以后的高精度恒压式流量计所广泛采用。单“O ”圈密封存在漏放气和不能烘烤问题, 限制了下限的延伸。其量程为10～10^{- 4}PaL /s, 不确定度≤5%。

　　1968年Bannenberg和Tip采用双“O”圈密封结构^[3] , 如图2 所示。两“O ”圈间有一缓冲空间, 充以工作压强为P 0 的气体。虽减小漏放气问题, 但因活塞有一部分要从大气环境下而进入工作低压空间, 仍存在表面吸放气问题。量程6～ 2×10