介紹了固定流導(dǎo)法極小氣體流量測(cè)量技術(shù), 利用流導(dǎo)值為10^{- 9} m³/ s 量級(jí)的精密小孔, 通過(guò)在10^{- 1}~ 10 Pa 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力, 實(shí)現(xiàn)了10^{- 8}~ 10^{- 10} Pa.m³/ s 的流量測(cè)量, 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.94%。利用流導(dǎo)比值為187.9 的兩個(gè)激光小孔, 將固定流導(dǎo)法產(chǎn)生了流量分流為總流量的0.53%, 實(shí)現(xiàn)了10^{- 10}~ 10^{- 12} Pa.m³/ s 范圍內(nèi)流量的測(cè)量, 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為1.2%。利用極小氣體流量測(cè)量技術(shù)校準(zhǔn)了小于10^{- 8} Pa.m3 / s 量級(jí)的真空漏孔, 而且避免了四極質(zhì)譜計(jì)的非線性引入的測(cè)量不確定度。與現(xiàn)有氣體流量測(cè)量技術(shù)相比, 提出的極小氣體流量測(cè)量技術(shù)將測(cè)量下限延伸了4 個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　氣體流量測(cè)量技術(shù)廣泛應(yīng)用于航天型號(hào)任務(wù)及國(guó)民生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域, 是真空技術(shù)專業(yè)的重要研究方向, 世界各國(guó)都致力于氣體流量的測(cè)量技術(shù)及流量計(jì)的研究工作, 以期不斷擴(kuò)展測(cè)量范圍, 減小測(cè)量不確定度, 以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。

　　一般情況下, 將10^{- 3} ~ 10^{- 8} Pa.m³/ s 范圍的氣體流量定義為氣體微流量, 小于10^{- 8} Pa.m³/ s 的流量稱之為極小氣體流量。目前, 國(guó)內(nèi)外在氣體微流量測(cè)量技術(shù)研究中均取得了重要進(jìn)展, 以德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院( PTB) 、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST) 、意大利國(guó)家計(jì)量研究所( IMGC) 、日本電子技術(shù)綜合研究所( ETL) 和中國(guó)蘭州物理研究所(LIP) 、中國(guó)計(jì)量科學(xué)院( NIM) 為代表的各研究機(jī)構(gòu), 均研制成功了基于不同方法的氣體微流量計(jì), 主要以恒壓法和定容法為主。恒壓法最佳測(cè)量范圍為10^{- 4}~ 10^{- 8} Pa.m³/ s, 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度在1%左右。定容法最佳測(cè)量范圍為10^{- 3}~ 10^{- 6} Pa.m³/ s,測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度在2%左右。

　　隨著需求的牽引和技術(shù)的發(fā)展, 傳統(tǒng)的氣體微流量測(cè)量技術(shù)已經(jīng)不能滿足實(shí)際需求, 對(duì)于小于10^{- 8} Pa.m³/ s 的真空標(biāo)準(zhǔn)漏孔的校準(zhǔn), 現(xiàn)有流量計(jì)已經(jīng)無(wú)法直接測(cè)量。目前通常采用的方法是, 采用四極質(zhì)譜計(jì)將被校真空漏孔和標(biāo)準(zhǔn)氣體流量在真空系統(tǒng)中產(chǎn)生的分壓力( 離子流信號(hào)) 在不同量級(jí)進(jìn)行比較并計(jì)算漏率, 由于四極質(zhì)譜計(jì)具有較大的測(cè)量非線性, 使得校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度大。本文提出了固定流導(dǎo)法和分流法的極小流量測(cè)量技術(shù),可直接測(cè)量最小為10^{- 12} Pa.m³/ s 量級(jí)的氣體流量,可將標(biāo)準(zhǔn)氣體流量產(chǎn)生的離子流信號(hào)與被校漏孔產(chǎn)生的離子流信號(hào)調(diào)節(jié)的相同或非常接近, 避免了四極質(zhì)譜計(jì)非線性問(wèn)題, 提高了真空漏孔的校準(zhǔn)水平。

1、測(cè)量方法

　　極小氣體流量測(cè)量包括固定流導(dǎo)法和分流法兩種方法, 分別進(jìn)行討論。

3、結(jié)論

　　本文提出了固定流導(dǎo)法極小氣體流量測(cè)量的新方法, 該方法的測(cè)量范圍為8.35 x10^{- 8}~ 2.16 x10^{- 10} Pa.m³/ s, 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.94% ( k= 1) ,具有測(cè)量下限低、測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn), 尤其適合應(yīng)用于真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。提出了將固定流導(dǎo)法提供的流量進(jìn)行進(jìn)一步分流的思想, 即氣體流量分流法。該方法的測(cè)量范圍達(dá)到了3.38 x10^{- 10} ~ 4.32 x10^{- 12} Pa.m ³/ s, 合成準(zhǔn)不確定度為1.2% ( k= 1) 。應(yīng)用兩種方法校準(zhǔn)了10^{- 10} Pa.m³/ s 量級(jí)的真空漏孔, 校準(zhǔn)過(guò)程中可將標(biāo)準(zhǔn)氣體流量與被校漏孔兩者產(chǎn)生的離子流信號(hào)調(diào)節(jié)到相同或非常接近, 避免了由四極質(zhì)譜計(jì)非線性入的測(cè)量不確定度, 且兩種方法具有很好一致性。本文提出的極小氣體流量測(cè)量技術(shù)的測(cè)量下限比現(xiàn)有技術(shù)延伸了4 個(gè)數(shù)量級(jí), 推動(dòng)了中國(guó)氣體流量測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。