壓力衰減法是將氣體通過微調(diào)閥引入到超高真空室,再通過一分子流流導(dǎo)很小的小孔流入到XHV校準(zhǔn)室,達到平衡時,用磁懸浮轉(zhuǎn)子規(guī)或電容薄膜規(guī)測量UHV 室中的較高壓力,通過計算得到XHV校準(zhǔn)室中較低壓力。

　　圖4 所示為日本ETL的Shingo Ichimura 和UL-VAC的Sonoko Tsukahara等于1999年建立的一臺壓力衰減法UHV/XHV校準(zhǔn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由XHV系統(tǒng)和UHV系統(tǒng)兩大部分組成 。

圖4 　日本的壓力衰減法UHV/XHV校準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　UHV室采用SUS316L不銹鋼制作,由雙渦輪分子泵串聯(lián)抽氣(抽速分別為0.5m³ ·s^-1和0.15m³·s ^-1),極限真空度為1×10^-8Pa 。通過調(diào)節(jié)進氣量,可在UHV室中實現(xiàn)10⁵Pa～10^-5Pa的可調(diào)壓力。壓力由校準(zhǔn)過的電容薄膜規(guī)(CDG)、磁懸浮轉(zhuǎn)子規(guī)(SRG)和電離規(guī)來測量。UHV系統(tǒng)通過流導(dǎo)為C0的小孔和XHV系統(tǒng)連接。

　　XHV校準(zhǔn)室采用真空熔煉的特殊低碳SUS316L不銹鋼制作, 內(nèi)表面先進行電拋光處理, 然后在703K的高溫下連續(xù)100h 進行真空烘烤除氣2次,最后再采用空心陰極放電法在內(nèi)表面鍍上一層TiN膜。經(jīng)過這樣的內(nèi)表面除氣工藝,校準(zhǔn)室的出氣率可降低至1.0×10^-13 Pa/m·s ^-1 。校準(zhǔn)系統(tǒng)的抽氣機組采用低溫泵和雙分子泵串聯(lián)結(jié)構(gòu)。低溫泵采用液氮保護、液氦冷凍,對N₂ 的有效抽速為3.1m³·s^-1,低溫泵抽氣口通過流導(dǎo)為C(對N₂ 的流導(dǎo)為0.4m³·s ^-1) 的小孔和XHV 校準(zhǔn)室連接。雙分子泵串聯(lián)抽氣機組(抽速分別為1m³·s^-1和0.5m³·s^-1) 通過全金屬閘板閥(法蘭接口ICF253)和XHV校準(zhǔn)室連接,單獨使用該抽氣機組可獲得1 ×10^-9Pa的極限真空。

　　在校準(zhǔn)前,先采用雙分子泵串聯(lián)抽氣機組將XHV 校準(zhǔn)室抽至極限真空,然后關(guān)閉全金屬閘板閥,通過低溫泵抽氣,在XHV 校準(zhǔn)室中達到的動態(tài)平衡壓力可通過下式計算

p=p₀(C₀/C) (4)

　　上式中, p₀ 為UHV 室中的動態(tài)平衡壓力(10 ^{- 5} Pa <p₀ < 10⁵ Pa) 。C₀/ C 在10 ^{- 5}～10 ^{- 6}之間。該校準(zhǔn)系統(tǒng)校準(zhǔn)方法簡單,但從原理上講,不是一種基礎(chǔ)方法,因此不能進行精確校準(zhǔn)。

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