介紹了固定流導法極小氣體流量測量技術, 利用流導值為10^{- 9} m³/ s 量級的精密小孔, 通過在10^{- 1}~ 10 Pa 范圍內調節進氣壓力, 實現了10^{- 8}~ 10^{- 10} Pa.m³/ s 的流量測量, 合成標準不確定度為0.94%。利用流導比值為187.9 的兩個激光小孔, 將固定流導法產生了流量分流為總流量的0.53%, 實現了10^{- 10}~ 10^{- 12} Pa.m³/ s 范圍內流量的測量, 合成標準不確定度為1.2%。利用極小氣體流量測量技術校準了小于10^{- 8} Pa.m3 / s 量級的真空漏孔, 而且避免了四極質譜計的非線性引入的測量不確定度。與現有氣體流量測量技術相比, 提出的極小氣體流量測量技術將測量下限延伸了4 個數量級。

　　氣體流量測量技術廣泛應用于航天型號任務及國民生產各個領域, 是真空技術專業的重要研究方向, 世界各國都致力于氣體流量的測量技術及流量計的研究工作, 以期不斷擴展測量范圍, 減小測量不確定度, 以滿足實際應用的需求。

　　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, 國內外在氣體微流量測量技術研究中均取得了重要進展, 以德國聯邦物理技術研究院( PTB) 、美國國家標準技術研究院(NIST) 、意大利國家計量研究所( IMGC) 、日本電子技術綜合研究所( ETL) 和中國蘭州物理研究所(LIP) 、中國計量科學院( NIM) 為代表的各研究機構, 均研制成功了基于不同方法的氣體微流量計, 主要以恒壓法和定容法為主。恒壓法最佳測量范圍為10^{- 4}~ 10^{- 8} Pa.m³/ s, 測量標準不確定度在1%左右。定容法最佳測量范圍為10^{- 3}~ 10^{- 6} Pa.m³/ s,測量標準不確定度在2%左右。

　　隨著需求的牽引和技術的發展, 傳統的氣體微流量測量技術已經不能滿足實際需求, 對于小于10^{- 8} Pa.m³/ s 的真空標準漏孔的校準, 現有流量計已經無法直接測量。目前通常采用的方法是, 采用四極質譜計將被校真空漏孔和標準氣體流量在真空系統中產生的分壓力( 離子流信號) 在不同量級進行比較并計算漏率, 由于四極質譜計具有較大的測量非線性, 使得校準結果的測量不確定度大。本文提出了固定流導法和分流法的極小流量測量技術,可直接測量最小為10^{- 12} Pa.m³/ s 量級的氣體流量,可將標準氣體流量產生的離子流信號與被校漏孔產生的離子流信號調節的相同或非常接近, 避免了四極質譜計非線性問題, 提高了真空漏孔的校準水平。

1、測量方法

　　極小氣體流量測量包括固定流導法和分流法兩種方法, 分別進行討論。

3、結論

　　本文提出了固定流導法極小氣體流量測量的新方法, 該方法的測量范圍為8.35 x10^{- 8}~ 2.16 x10^{- 10} Pa.m³/ s, 合成標準不確定度為0.94% ( k= 1) ,具有測量下限低、測量裝置結構簡單、測量過程易于實現等特點, 尤其適合應用于真空計量標準。提出了將固定流導法提供的流量進行進一步分流的思想, 即氣體流量分流法。該方法的測量范圍達到了3.38 x10^{- 10} ~ 4.32 x10^{- 12} Pa.m ³/ s, 合成準不確定度為1.2% ( k= 1) 。應用兩種方法校準了10^{- 10} Pa.m³/ s 量級的真空漏孔, 校準過程中可將標準氣體流量與被校漏孔兩者產生的離子流信號調節到相同或非常接近, 避免了由四極質譜計非線性入的測量不確定度, 且兩種方法具有很好一致性。本文提出的極小氣體流量測量技術的測量下限比現有技術延伸了4 個數量級, 推動了中國氣體流量測量技術的發展。