量計(jì)1提供極小氣體流量小于10 1VVs數(shù)量級(jí)。
[0040] 高真空抽氣機(jī)組11可以采用分子栗和機(jī)械栗組合的抽氣方案，其主栗為分子栗、 前級(jí)栗為機(jī)械栗。
[0041] 基于上述裝置，本發(fā)明方法提供的極小真空漏率測(cè)量與校準(zhǔn)方法的具體過(guò)程如 下：
[0042] 步驟一、打開(kāi)第四閥門(mén)10,其他閥門(mén)2、6、8關(guān)閉；啟動(dòng)極高真空抽氣機(jī)組11，開(kāi)始 對(duì)校準(zhǔn)室5進(jìn)行抽氣，在抽氣過(guò)程中對(duì)該檢測(cè)裝置整體進(jìn)行烘烤除氣；用壓力計(jì)4進(jìn)行真空 度測(cè)量，直到抽氣至校準(zhǔn)室5壓力小于1.0 X 10 sPa，從而達(dá)到本底壓力，此時(shí)停止烘烤。
[0043] 步驟二、打開(kāi)質(zhì)譜計(jì)3,調(diào)整其參數(shù)使其處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)；
[0044] 步驟三、打開(kāi)第三閥門(mén)8,利用非蒸散型吸氣劑栗9對(duì)校準(zhǔn)裝置抽氣，維持真空室 (5)的本底壓力。此時(shí)，第四閥門(mén)10不關(guān)閉，是為了聯(lián)合極高真空抽氣機(jī)組（11)和非蒸散 型吸氣劑栗9 一起實(shí)現(xiàn)本底壓力的保持，以延長(zhǎng)非蒸散型吸氣劑栗9的使用壽命和工作性 能。
[0045] 步驟四、關(guān)閉第三閥門(mén)8和第四閥門(mén)10,用質(zhì)譜計(jì)3測(cè)量校準(zhǔn)室5的當(dāng)前離子流， 即為本底壓力對(duì)應(yīng)的離子流，利用本底壓力對(duì)應(yīng)的離子流數(shù)據(jù)計(jì)算本底壓力離子流的上升 率私。通過(guò)前述步驟提供的烘烤和本底壓力維持，使得本底離子流的上升率很小，且基本是 一個(gè)定值，本步驟無(wú)需通過(guò)靜態(tài)累積，只需要連續(xù)采集幾個(gè)離子流數(shù)據(jù)就可以計(jì)算本底壓 力尚子流的上升率。
[0046] 步驟五、打開(kāi)第二閥門(mén)6和第四閥門(mén)10,將被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔7流出的氣體引入校 準(zhǔn)室5中，設(shè)被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率為W，是未知量。當(dāng)質(zhì)譜計(jì)3的示值穩(wěn)定后，確定漏 率穩(wěn)定，而后關(guān)閉第四閥門(mén)10進(jìn)行靜態(tài)累積，在累積過(guò)程中用質(zhì)譜計(jì)3測(cè)量校準(zhǔn)室5的當(dāng) 前離子流，即含被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔和本底的離子流，經(jīng)一段時(shí)間At 1，用測(cè)量得到的離子流 數(shù)據(jù)計(jì)算獲得含被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔和本底的離子流的上升率&。其中，靜態(tài)累積時(shí)間At 1 可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，只要累積時(shí)間能夠保證能夠看出被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔7的離子流變化 即可。
[0047] 步驟六、關(guān)閉第二閥門(mén)6,打開(kāi)第四閥門(mén)10和第一閥門(mén)2,經(jīng)流量計(jì)1流入校準(zhǔn)室 5中已知流量Q s的標(biāo)準(zhǔn)流量，流量計(jì)1提供的極小氣體流量小于10 1Ws數(shù)量級(jí)，流量穩(wěn)定 后關(guān)閉第四閥門(mén)10進(jìn)行靜態(tài)累積，在累積過(guò)程中用質(zhì)譜計(jì)3測(cè)量校準(zhǔn)室5的當(dāng)前離子流， 即含標(biāo)準(zhǔn)流量和本底的離子流，經(jīng)一段時(shí)間At 2，用測(cè)量得到的離子流數(shù)據(jù)計(jì)算獲得含標(biāo) 準(zhǔn)流量和本底的離子流的上升率Rs。其中，靜態(tài)累積時(shí)間At 2可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，只要 累積時(shí)間能夠保證能夠看出標(biāo)準(zhǔn)流量的離子流變化即可。
[0048] 步驟七、由（1)式計(jì)算被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率
[0049]
(1)
[0050] QVQs的比值可以采用離子流上升率比值來(lái)表達(dá)，且由于RJP Rs內(nèi)均含有本底，因 此需要進(jìn)行本底扣除，因此利用差值的比值來(lái)表達(dá)，然后將Qs放到等式右邊，從而得到公式 (1)的形式。
[0051] 在某次測(cè)量中，獲得％、私、&、馬分別為3.34\101如1.111 3/8,3.93\1015八/8， 8. 99 X 10 12A/s，4. 39 X 10 12A/s，將其代入式（1)，計(jì)算得到被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率(\為 6. 83X10 12Pa · m3/s。
[0052] 從以上所述可以看出，本發(fā)明在校準(zhǔn)室增加非蒸散型吸氣劑栗后，采用惰性氣體 作為校準(zhǔn)氣體時(shí)，非蒸散型吸氣劑栗可有效消除了真空管道和校準(zhǔn)室內(nèi)壁放氣效應(yīng)的影 響，在校準(zhǔn)室中維持低的壓力，在質(zhì)譜計(jì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)氣體流量和被校漏孔示漏氣體離子流進(jìn) 行比較的基礎(chǔ)上，提出靜態(tài)累積法進(jìn)行極小真空漏率測(cè)量與校準(zhǔn)。采用氣體微流量計(jì)提供 已知?dú)怏w流量，將流量計(jì)流出的氣體引入到校準(zhǔn)室中，測(cè)量離子流上升率，與被校準(zhǔn)器件的 被校準(zhǔn)氣體流量的離子流上升率進(jìn)行比較。靜態(tài)累積法實(shí)現(xiàn)了固定流導(dǎo)法和分流法無(wú)法對(duì) 極小真空漏率IXio 9Pa ·Π !3/8以下量級(jí)的測(cè)量與校準(zhǔn)，延伸了極小真空漏率測(cè)量與校準(zhǔn)下 限。避免了極小真空漏率極小情況下，質(zhì)譜計(jì)無(wú)法區(qū)分被校準(zhǔn)離子流和本底離子流。同時(shí) 利用離子流上升率進(jìn)行測(cè)量，避免了離子流測(cè)量引入的不確定度，減小了測(cè)量與校準(zhǔn)下限 的測(cè)量不確定度。本發(fā)明的裝置及方法適用于各種類(lèi)型極小真空漏率的精確測(cè)量與校準(zhǔn)。
[0053] 綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種極小真空漏率測(cè)量方法，其特征在于，包括： 步驟一、維持校準(zhǔn)室壓力至本底壓力，測(cè)量校準(zhǔn)室的本底離子流，進(jìn)而計(jì)算獲得本底離 子流的上升率R。； 步驟二、將被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔流量引入校準(zhǔn)室，進(jìn)行靜態(tài)累積，在累積過(guò)程中測(cè)量校準(zhǔn) 室當(dāng)前離子流，即含被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔和本底的離子流；利用本步驟測(cè)量得到的離子流數(shù) 據(jù)計(jì)算獲得含被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔和本底的離子流的上升率 步驟三、向校準(zhǔn)室通入已知流量Qs的標(biāo)準(zhǔn)流量，進(jìn)行靜態(tài)累積，在累積過(guò)程中測(cè)量校準(zhǔn) 室當(dāng)前離子流，即含標(biāo)準(zhǔn)流量和本底的離子流；利用本步驟測(cè)量得到的離子流數(shù)據(jù)計(jì)算獲 得含標(biāo)準(zhǔn)流量和本底的離子流的上升率Rs; 步驟四、由（1)式計(jì)算被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率⑴。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法所采用的檢測(cè)裝置中，流量計(jì)（1)通 過(guò)第一閥門(mén)（2)與校準(zhǔn)室（5)相連，極高真空抽氣機(jī)組（11)通過(guò)第四閥門(mén)（10)與校準(zhǔn)室 (5)相連，被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔（7)通過(guò)第二閥門(mén)（6)與校準(zhǔn)室（5)相連，非蒸散型吸氣劑栗 (9 )通過(guò)第三閥門(mén)（8 )與校準(zhǔn)室（5 )相連，質(zhì)譜計(jì)（3 )與校準(zhǔn)室（5 )相連，壓力計(jì)（4)與校準(zhǔn) 室（5)相連； 所述步驟一具體包括子步驟11~14 : 子步驟11、打開(kāi)第四閥門(mén)（10)，其他閥門(mén)（2、6、8)關(guān)閉；啟動(dòng)極高真空抽氣機(jī)組（11)， 開(kāi)始對(duì)校準(zhǔn)室（5)進(jìn)行抽氣，在抽氣過(guò)程中對(duì)該檢測(cè)裝置整體進(jìn)行烘烤除氣；用壓力計(jì)（4) 進(jìn)行真空度測(cè)量，直到抽氣使校準(zhǔn)室（5)達(dá)到本底壓力，停止烘烤； 子步驟12、打開(kāi)質(zhì)譜計(jì)（3)，調(diào)整其參數(shù)使其處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)； 子步驟13、打開(kāi)第三閥門(mén)（8)，利用非蒸散型吸氣劑栗（9)對(duì)校準(zhǔn)裝置抽氣，維持校準(zhǔn) 室（5)的本底壓力；此時(shí)，第四閥門(mén)（10)不關(guān)閉，極高真空抽氣機(jī)組（11)聯(lián)合非蒸散型吸氣 劑栗（9) 一起實(shí)現(xiàn)本底壓力的保持； 子步驟14、關(guān)閉第三閥門(mén)（8)和第四閥門(mén)（10)，用質(zhì)譜計(jì)（3)測(cè)量校準(zhǔn)室（5)的當(dāng)前離 子流，即為本底壓力對(duì)應(yīng)的離子流，利用本底壓力對(duì)應(yīng)的離子流數(shù)據(jù)計(jì)算本底壓力離子流 的上升率R。； 所述步驟二具體為：打開(kāi)第二閥門(mén)（6)和第四閥門(mén)（10)，將被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔（7)流出 的氣體引入校準(zhǔn)室（5)中；當(dāng)質(zhì)譜計(jì)（3)的示值穩(wěn)定后，關(guān)閉第四閥門(mén)（10)進(jìn)行靜態(tài)累積， 在累積過(guò)程中用質(zhì)譜計(jì)（3)測(cè)量校準(zhǔn)室（5)的當(dāng)前離子流，即含被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔和本底 的離子流，經(jīng)一段時(shí)間，用測(cè)量得到的離子流數(shù)據(jù)計(jì)算獲得含被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔和本底的 離子流的上升率 所述步驟三具體為：關(guān)閉第二閥門(mén)（6 )，打開(kāi)第四閥門(mén)（10 )和第一閥門(mén)（2 )，經(jīng)流量計(jì) (1)流入校準(zhǔn)室（5)中已知流量Qs的標(biāo)準(zhǔn)流量，流量計(jì)（1)提供的極小氣體流量小于10i%3/ s數(shù)量級(jí)，流量穩(wěn)定后關(guān)閉第四閥門(mén)（10)進(jìn)行靜態(tài)累積，在累積過(guò)程中用質(zhì)譜計(jì)（3)測(cè)量校 準(zhǔn)室（5)的當(dāng)前離子流，即含標(biāo)準(zhǔn)流量和本底的離子流，經(jīng)一段時(shí)間，用測(cè)量得到的離子流 數(shù)據(jù)計(jì)算獲得含標(biāo)準(zhǔn)流量和本底的離子流的上升率Rs。3.-種極小真空漏率測(cè)量裝置，其特征在于，包括流量計(jì)（1)、第一閥門(mén)（2)、質(zhì)譜計(jì) (3)、壓力計(jì)（4)、校準(zhǔn)室（5)、第二閥門(mén)（6)、被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔（7)、第三閥門(mén)（8)、非蒸散型 吸氣劑栗（9)、第四閥門(mén)（10)和極高真空抽氣機(jī)組（11); 流量計(jì)（1)通過(guò)第一閥門(mén)（2 )與校準(zhǔn)室（5 )相連，為校準(zhǔn)室內(nèi)提供已知?dú)怏w流量；極高 真空抽氣機(jī)組（11)通過(guò)第四閥門(mén)（10)與校準(zhǔn)室（5)相連，用于從校準(zhǔn)室（5)抽出氣體；被 校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔（7)通過(guò)第二閥門(mén)（6)與校準(zhǔn)室（5)相連；非蒸散型吸氣劑栗（9)通過(guò)第 三閥門(mén)（8)與校準(zhǔn)室（5)相連，用于在維持本底壓力時(shí)進(jìn)行持續(xù)抽氣；質(zhì)譜計(jì)（3)與校準(zhǔn)室 (5)相連進(jìn)行離子流測(cè)量；壓力計(jì)（4)與校準(zhǔn)室（5)相連進(jìn)行真空度監(jiān)測(cè)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種極小真空漏率測(cè)量裝置及方法，該方法先維持校準(zhǔn)室壓力至本底壓力，測(cè)量并計(jì)算出校準(zhǔn)室的本底離子流的上升率R0；將被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔流量引入校準(zhǔn)室，進(jìn)行靜態(tài)累積，測(cè)量并計(jì)算出獲得含被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔和本底的離子流的上升率RL；向校準(zhǔn)室通入已知流量QS的標(biāo)準(zhǔn)流量，進(jìn)行靜態(tài)累積，測(cè)量并計(jì)算含標(biāo)準(zhǔn)流量和本底的離子流的上升率RS；最后利用QL/Qs＝(RL-R0)/(RS-R0)來(lái)計(jì)算被校真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率QL。本發(fā)明能夠避免測(cè)量流導(dǎo)比，適用于對(duì)極小真空漏率的測(cè)量與校準(zhǔn)，從而延伸了極小真空漏率測(cè)量與校準(zhǔn)下限，為實(shí)現(xiàn)對(duì)小于1×10-9Pa·m3/s極小真空漏率的精確測(cè)量與校準(zhǔn)提供了基礎(chǔ)。
【IPC分類(lèi)】G01M3/26
【公開(kāi)號(hào)】CN105092187
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510410380
【發(fā)明人】盛學(xué)民, 李得天, 成永軍, 孫雯君, 郭美如, 王永軍, 張瑞芳
【申請(qǐng)人】蘭州空間技術(shù)物理研究所
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日