定向流真空校準(zhǔn)裝置
定向流真空校準(zhǔn)裝置主要用于方向規(guī)的校準(zhǔn)和非平衡態(tài)分子流的研究，裝置由校準(zhǔn)室、進(jìn)氣系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)、磁流體密封及磁力傳動(dòng)系統(tǒng)四部分組成。裝置采用小孔向校準(zhǔn)室引入氣體，通過抽速為2000 L/s 的分子泵直接對校準(zhǔn)室進(jìn)行抽氣，在校準(zhǔn)室中形成自小孔出口至抽氣口間的定向分子流，通過磁力傳動(dòng)技術(shù)使方向規(guī)處于校準(zhǔn)室中不同的位置，從而研究非平衡態(tài)分子流在真空室的分布，校準(zhǔn)裝置的原理結(jié)構(gòu)如圖10所示。
1. 氣瓶；2，5，7,10,12. 隔離閥；3，6,17. 真空規(guī)；4. 穩(wěn)壓室；8. 機(jī)械泵；9，11. 渦輪分子泵；13. 四極質(zhì)譜計(jì)；14. 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)；15. 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；16. 方向規(guī)；18. 針閥；19. 小孔；20. 固定支架；21. 進(jìn)氣室；22.SRG；23.校準(zhǔn)室
圖10 定向流真空校準(zhǔn)裝置
方向規(guī)的校準(zhǔn)是將已知分子數(shù)密度的定向分子流注入方向規(guī)內(nèi)，通過方向規(guī)平衡室將定向分子流轉(zhuǎn)換為平衡態(tài)分子流，計(jì)算得到平衡態(tài)分子流引起的標(biāo)準(zhǔn)壓力，考慮到校準(zhǔn)室本底氣體壓力的影響，校準(zhǔn)方向規(guī)的計(jì)算公式為：
式中p 為定向分子流進(jìn)入方向規(guī)平衡后的壓力值；ps 為校準(zhǔn)室本底氣體壓力；ra 為小孔19的半徑；re 為方向規(guī)入口半徑；L 為方向規(guī)入口與進(jìn)氣小孔的距離；pf 為上游室21 中氣體壓力。
校準(zhǔn)裝置可以獲得7.86×10- 8 Pa 的極限真空度，對方向規(guī)的校準(zhǔn)范圍為（10- 7～10- 1）Pa ，測量不確定度為6.1%。
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