定向流真空校准装置
2010-01-27 李得天 兰州物理研究所
定向流真空校准装置主要用于方向规的校准和非平衡态分子流的研究，装置由校准室、进气系统、抽气系统、磁流体密封及磁力传动系统四部分组成。装置采用小孔向校准室引入气体，通过抽速为2000 L/s 的分子泵直接对校准室进行抽气，在校准室中形成自小孔出口至抽气口间的定向分子流，通过磁力传动技术使方向规处于校准室中不同的位置，从而研究非平衡态分子流在真空室的分布，校准装置的原理结构如图10所示。
1. 气瓶；2，5，7,10,12. 隔离阀；3，6,17. 真空规；4. 稳压室；8. 机械泵；9，11. 涡轮分子泵；13. 四极质谱计；14. 旋转系统；15. 驱动系统；16. 方向规；18. 针阀；19. 小孔；20. 固定支架；21. 进气室；22.SRG；23.校准室
图10 定向流真空校准装置
方向规的校准是将已知分子数密度的定向分子流注入方向规内，通过方向规平衡室将定向分子流转换为平衡态分子流，计算得到平衡态分子流引起的标准压力，考虑到校准室本底气体压力的影响，校准方向规的计算公式为：
式中p 为定向分子流进入方向规平衡后的压力值；ps 为校准室本底气体压力；ra 为小孔19的半径；re 为方向规入口半径；L 为方向规入口与进气小孔的距离；pf 为上游室21 中气体压力。
校准装置可以获得7.86×10- 8 Pa 的极限真空度，对方向规的校准范围为（10- 7～10- 1）Pa ，测量不确定度为6.1%。
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