流導調(diào)制法(CMM)實際上是一種動態(tài)流量法校準原理,但該方法可以補償由于泵自身的出氣引起的有效抽速S的下降,測量更精確,是一種基礎方法。

　　校準室中的壓力P通過下式計算

　　式中,Qi是引入校準室中的氣體流量, Qw是校準室器壁和真空規(guī)的出氣率, C是校準室和抽氣室之間的可變流導。

　　通常,一個泵具有固有(名義) 抽速SP,固有抽速不隨壓力變化,是常數(shù)。固有抽速SP和有效抽速S的關系為

　　式中,Qp為泵自身的出氣率。校準室中的壓力P的表達式可改寫為

　　電離規(guī)的靈敏度K與壓力P的表達式為

　　式中, Ii和Ie分別為氣相分子產(chǎn)生的離子流和電離規(guī)的發(fā)射電流。

　　在校準過程中,如果Qi 、Qw、Qp為常數(shù),則電離規(guī)的靈敏度K可通過下式?jīng)Q定。

　　式中,ΔQi = Qi2- Qi1 ,ΔIi為離子流Ii 的變化量。圖5 所示為日本ULVAC的T. Arai 等于1995 年建立的一臺流導調(diào)制法UHV/XHV校準系統(tǒng)。

圖5 　日本的流導調(diào)制法UHV/XHV校準系統(tǒng)結(jié)構圖

　　XHV 校準室采用0.248m ×0.372m 的柱形容器(體積0.021m³ ,總表面積0.61m²) ,由SUS304L不銹鋼制作而成。校準室裝配前預先在450 ℃下高溫真空除氣36h。

　　安裝在校準室和鈦泵之間的可變流導系統(tǒng),由0.17m 的小孔和0.163m 的圓形擋盤組成,計算機控制直線電機帶動圓形擋盤上下移動,可移動的最大位移為距小孔平面40mm�？勺兞鲗�C的值通過Monte-Carlo 模擬計算,流導范圍為0.817m³·s ^{- 1}～4.71m³·s ^{- 1} 。

　　抽氣機組由渦輪分子泵、鈦泵和低溫泵組成,校準室在220 ℃下烘烤48h 后,本底壓力可達10^-10 Pa 。

　　校準時,真空室僅通過鈦泵(對H₂ 的抽速為8.0m³·s ^-1) 抽氣。校準氣體通過直徑為5 ×10^{- 5}m 的小孔引入,小孔的流導通過穩(wěn)壓室中的壓力衰減測量,對H₂ 的流導值為1.8 ×10 ^{- 7} m³·s ^-1 。流量Qi 通過小孔的流導和穩(wěn)壓室中的壓力計算,測量不確定度小于1 %。近年來,日本ULVAC 公司自行研制的極高真空電離規(guī)(AT 規(guī)) 的全部性能研究工作(包括校準、長期穩(wěn)定性的研究等) 都是在該校準系統(tǒng)上進行的。目前AT 規(guī)已成為國際上測量下限最低(5 ×10^{- 11} Pa) 的商品化極高真空電離規(guī)。

相關文章推薦：

超高/極高真空校準研究進展

分子束法UHV/XHV校準系統(tǒng)結(jié)構與原理

壓力衰減法UHV/XHV校準系統(tǒng)結(jié)構與原理

流導調(diào)制法UHV/XHV校準系統(tǒng)結(jié)構與原理

分流法UHV/XHV校準系統(tǒng)結(jié)構與原理