動態(tài)法超高真空比對校準(zhǔn)系統(tǒng)原理圖
超高真空規(guī)的校準(zhǔn)一般采用動態(tài)流量法進(jìn)行絕對校準(zhǔn)，該裝置主標(biāo)準(zhǔn)器是高精度的氣體微流量計，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運轉(zhuǎn)成本高，校準(zhǔn)范圍在10-5～10-8 Pa 時需要7～9 天的時間，校準(zhǔn)時間長，影響客戶的正常工作。為了解決對超高真空規(guī)日常校準(zhǔn)的需求，建立結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、校準(zhǔn)效率高、實用性強的超高真空規(guī)相對比對校準(zhǔn)系統(tǒng)是非常必要的。目前國內(nèi)一些單位為了工作的方便和實際應(yīng)用，已建立了超高真空比對校準(zhǔn)裝置。
動態(tài)法超高真空比對校準(zhǔn)系統(tǒng)的工作原理
動態(tài)法超高真空相對比對校準(zhǔn)系統(tǒng)的工作原理是將連續(xù)氣體注入到校準(zhǔn)室中，通過對校準(zhǔn)室的連續(xù)抽氣，當(dāng)注入的氣體與抽走的氣體達(dá)到平衡時，在校準(zhǔn)室內(nèi)建立起動態(tài)平衡壓力。相對比對的原理是將參考超高真空計接到動態(tài)流量法標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行絕對校準(zhǔn)后，與被校準(zhǔn)的超高真空計接到同一校準(zhǔn)室上，通過微調(diào)閥調(diào)節(jié)校準(zhǔn)室中的壓力校準(zhǔn)點，當(dāng)校準(zhǔn)室中的壓力校準(zhǔn)點達(dá)到動態(tài)平衡時，用被校準(zhǔn)的超高真空計與參考超高真空計同時測量校準(zhǔn)室中的壓力校準(zhǔn)點，將測量結(jié)果直接比對，給出壓力示值的修正因子或校準(zhǔn)曲線。修正因子的計算按照式（1）計算
C=ps/pr（1）
式中C 為修正因子；ps 為參考超高真空計的測量值，Pa；pr 為被校超高真空計的讀數(shù)值，Pa。
動態(tài)法超高真空比對校準(zhǔn)系統(tǒng)的組成
動態(tài)法超高真空比對校準(zhǔn)系統(tǒng)由真空校準(zhǔn)形態(tài)系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)和壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)三部分組成，如圖1 所示。圖中序號1～7為抽氣系統(tǒng)，序號8～14 為校準(zhǔn)系統(tǒng)，序號15～19 為壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
圖1 動態(tài)法超高真空比對校準(zhǔn)系統(tǒng)原理圖
1、真空校準(zhǔn)系統(tǒng)
真空校準(zhǔn)系統(tǒng)采用了柱形結(jié)構(gòu)，由抽氣室（8）和校準(zhǔn)室（10）兩部分組成。在校準(zhǔn)室與抽氣室之間有一個圓孔板，圓孔的直徑Φ30 mm，圓孔對氮氣的流導(dǎo)約為83 L/s。抽氣室和校準(zhǔn)室的直徑均為Φ350 mm，上校準(zhǔn)室的赤道位置設(shè)計有8 個CF35法蘭備用接口，每個接口都通過超高真空角閥連接，在裝卸被校超高真空規(guī)時，系統(tǒng)不需要放大氣或停機，提高了工作效率。在抽氣室的赤道位置上裝有1 個NEG 泵，用于獲得更低的本底壓力和維持真空，NEG 泵裝在抽氣室的優(yōu)點是不影響校準(zhǔn)室的平衡壓力，使校準(zhǔn)室內(nèi)氣體的分布更接近平衡態(tài)。
氣體流量用微調(diào)閥從校準(zhǔn)室的頂部注入，通過一散流板使氣體分子散射后在校準(zhǔn)室形成平衡態(tài)，通過圓孔進(jìn)入抽氣室被分子泵和NEG 泵抽走，在校準(zhǔn)室中產(chǎn)生動態(tài)平衡的壓力。真空校準(zhǔn)系統(tǒng)全部采用金屬密封結(jié)構(gòu)，可承受250～300 ℃的高溫烘烤，加速容器表面的出氣，便于獲得更低的本底壓力，縮短抽氣時間。采用柱形容器便于機械加工，成本比較低，而且能夠合理布置被校超高真空規(guī)的位置。
2、抽氣系統(tǒng)
抽氣系統(tǒng)由主抽分子泵（4）、輔抽分子泵（3）、NEG 泵（6）、機械泵（1）、插板閥（5）、閥門和管道組成，全部采用了無油真空抽氣系統(tǒng)。
在抽氣系統(tǒng)的設(shè)計中，采用雙級分子泵串聯(lián)抽氣。主抽泵采用450 L/s 分子泵，；輔抽泵選用110 L/s 分子泵，前級泵選用4 L/s 的機械泵。為了獲得超高真空校準(zhǔn)所需本底，在抽氣室增加了NEG 泵（6）。為了長期維持真空系統(tǒng)中的真空度，使真空系統(tǒng)處在真空的工作狀態(tài)，故在抽氣室與主分子泵之間設(shè)計插板閥，提高了獲得真空的工作效率。
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