[发明专利]一种极高真空校准装置及方法

说明书

本发明提供了一种极高真空校准装置及方法，能够实现对极高真空计和质谱计的校准，校准精度高、校准下限低，并且操作简单。本发明的极高真空校准装置，基于流导值分别与极高真空范围适配和超高真空范围适配的两个进样小孔，向校准室内直接引入精确的定量微小气体流量，无需经过气体分流，提高了校准精度。本发明的极高真空校准方法，基于流导值分别与极高真空范围适配和超高真空范围适配的两个进样小孔，向校准室内直接引入微小气体流量，再由趋于动态稳定后的标准流量计算出标准压力，校准精度高；采用常温和低温相结合的抽气方式，延伸校准室极限真空度到极高真空范围，方法简单易行。

技术领域

本发明涉及真空测量技术领域，具体涉及一种极高真空校准装置及方法。

背景技术

目前，真空校准时所采用的校准装置需要用到分流系统，分流系统的分流比随着校准环境变化，需要定期开展分流比的测试，对研究人员及操作人员要求较高。现有的一种采用超高(气体压力为10^-5Pa-10^-9Pa)/极高(气体压力≤10^-10Pa)真空校准的方法，基于气体分流原理，将气体微流量计产生的标准流量的0.5％引入校准室，实现微小流量的引入，但采用微小气体流量分流的方法分流时，会引入测量不确定度，降低了校准精度；另外采用常温抽气手段对校准室进行真空抽气，校准室的极限真空度会受到抽气泵组极限真空度、腔体管路材料漏放气等因素的限制，不能实现极高真空，还需要采用其他手段才能实现校准室内气体压力达到极高真空，操作比较复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种极高真空校准装置及方法，能够实现对极高真空计和质谱计的校准，校准精度高、校准下限低，并且操作简单。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种极高真空校准装置，对被校仪器进行校准，所述装置包括抽气室、校准室、稳压室、限流小孔、第一进样小孔、第二进样小孔、温度传感器、多个气瓶、抽气组件、阀门以及真空计；每个气瓶中装有一种校准气体，且各气瓶中的校准气体不同；

其中，所述被校仪器与所述校准室连接；

所述抽气室与所述校准室通过限流小孔连接；

所述校准室通过两路并连的管路与所述稳压室连接；所述并联管路上分别设有第一进样小孔以及第二进样小孔，第一进样小孔流导值与极高真空范围适配，第二进样小孔流导值与超高真空范围适配；

所述气瓶并联后通过阀门Ⅶ与所述稳压室、第一进样小孔以及第二进样小孔的并联管路连接；

所述校准室以及所述稳压室中均设有温度传感器；

所述抽气组件用于对抽气室、校准室、稳压室和各连接管路进行抽气；

抽气室和校准室的抽气组件包括低温吸附泵以及低温冷阱；

所述低温冷阱用于减小低温吸附泵与低温吸附泵腔室外界的热交换；

所述真空计用于对校准室以及稳压室内的压力进行监测。

其中，所述抽气组件包括干泵Ⅰ、小分子泵Ⅱ、大分子泵、低温吸附泵、干泵Ⅴ、小分子泵Ⅵ、非蒸散型吸气剂泵以及低温冷阱；

干泵Ⅰ、小分子泵Ⅱ以及大分子泵联合对抽气室进行抽气；

低温吸附泵在低温冷阱的低温下对抽气室和校准室同时进行抽气；

干泵Ⅴ以及小分子泵Ⅵ联合对稳压室及稳压室所在管路进行抽气；

非蒸散型吸气剂泵用于对稳压室进行抽气。

其中，所述低温吸附泵通过串联的阀门Ⅲ和阀门Ⅳ与抽气室连接；通过串联的阀门Ⅲ和阀门Ⅴ与校准室连接。

其中，所述阀门Ⅲ为插板阀。