【技術實現步驟摘要】
本申請涉及真空測量，具體而言，涉及一種寬量程真空測量復合規管。
技術介紹
1、真空是低于1個標準大氣壓的稀薄氣體狀態，廣泛服務于半導體、加速器等重大工程，是科研與高端制造領域重要的特殊環境。在集成電路制造流程中，真空壓力動態范圍為10-9pa-105pa；加速器真空壓力低于10-8pa，保證束流壽命；高端精密儀器設備，如質譜儀、電子顯微鏡等工作條件也為10-9pa-105pa，以上領域都需要10-9pa-105pa范圍的高精度寬量程真空測量儀器。
2、單一原理的真空計很難實現寬量程的真空壓力測量，國內外通常選擇2-3種原理的傳感器復合，實現寬量程測量。例如，皮拉尼計、壓電真空傳感器或冷熱陰極電離真空計等，最為普遍的方法式將皮拉尼和電離真空計復合，但是皮拉尼真空計和電離真空計都不是絕對型真空測量儀器，對于不同氣體靈敏度變化很大且無法評價，只能通過模擬應用現場條件的真空環境進行標定，為高精度、低成本、高效真空測量帶來很大阻力。
3、paul?c.arnold等專利技術了一種將電離真空計、皮拉尼真空計、差壓式薄膜真空計和壓力計相結合的寬量程真空測量儀器(寬量程復合真空計，2008，us7418869)，所述的真空計包括采用熱陰極電離真空估計實現10-7pa-2pa范圍的真空測量，皮拉尼真空計測量0.2pa-6.5×103pa，差壓式薄膜真空計和壓力計配合實現5×102pa-105pa的測量，該真空計采用三種傳感器實現了超高真空到大氣壓的測量，但是熱陰極放氣與熱輻射、分區結構引入壓力差、溫度誤差等問題造成每個傳感
技術實現思路
1、本申請提供了一種寬量程真空測量復合規管，能夠實現10-9pa-105pa范圍的寬量程真空測量，且能夠保證每個傳感組件的測量范圍有效銜接。
2、為了實現上述目的，本申請提供了一種寬量程真空測量復合規管，包括超高真空傳感組件、中真空傳感組件、低真空傳感組件以及屏蔽組件，其中：屏蔽組件包括屏蔽板、屏蔽筒和外屏蔽法蘭筒，屏蔽板設置在外屏蔽法蘭筒內部的中間位置，屏蔽筒設置在屏蔽板的正下方，屏蔽筒的一端與屏蔽板連接，另一端以密封貫穿的形式固定在外屏蔽法蘭筒的底面；超真空傳感組件為電離式真空組件，固定設置在屏蔽板的上方；中真空傳感組件為中真空mems電容薄膜式真空組件，固定設置在屏蔽板的下方，并且位于屏蔽筒的一側；低真空傳感組件為低真空mems電容薄膜式真空組件，固定設置在屏蔽板的下方，并且位于屏蔽筒的另一側。
3、進一步的，外屏蔽法蘭筒包括刀口法蘭、金屬筒以及可伐底板，其中：刀口法蘭設置在金屬筒頂端外部的兩側；可伐底板設置在金屬筒的底部。
4、進一步的，超真空傳感組件包括陰極、陽極柵網以及離子收集極，其中：陰極為碳納米管場發射電子源，設置在陽極柵網的側面；陽極柵網為金屬柵網，通過絕緣的方式固定設置在屏蔽板的上方；離子收集極為金屬長細絲，設置在陽極柵網的內部，并固定在屏蔽板上。
5、進一步的，中真空傳感組件包括第一屏蔽罩、第一mems膜片、第一溫度傳感器以及第一接線端子，其中：第一屏蔽罩設置在屏蔽筒的一側，并通過螺釘與屏蔽板連接；第一mems膜片設置在第一屏蔽罩的內部，其開口暴露在真空中；第一溫度傳感器設置在第一屏蔽罩的內壁上；第一接線端子分別設置在第一mems膜片和第一溫度傳感器的下方。
6、進一步的，第一mems膜片的測量范圍為0.1pa-102pa。
7、進一步的，低真空傳感組件包括第二屏蔽罩、第二mems膜片、第二溫度傳感器以及第二接線端子，其中：第二屏蔽罩設置在屏蔽筒的另一側，并通過螺釘與屏蔽板連接；第二mems膜片設置在第二屏蔽罩的內部，其開口暴露在真空中；第二溫度傳感器設置在第二屏蔽罩的內壁上；第二接線端子分別設置在第二mems膜片和第二溫度傳感器的下方。
8、進一步的，第二mems膜片的測量范圍為102pa-105pa。
9、進一步的，還包括接線柱，接線柱通過真空密封的方式貫通可伐底板，接線柱分別與第一接線端子和第二接線端子連接。
10、進一步的，第一mems膜片和第二mems膜片均是由刻蝕單晶硅和玻璃組合而成。
11、進一步的，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器實現0-100℃范圍內溫度的精確測量。
12、本申請提供的一種寬量程真空測量復合規管，具有以下有益效果：
13、本申請通過將中低真空傳感組件與超高真空組件相互復合，可實現大氣壓到超高真空范圍的寬量程精確測量；中真空傳感組件與低真空傳感組件可完成0.1pa到大氣壓的絕對式真空壓力測量，并且可以開展規管原位標定；屏蔽板和屏蔽筒的結構能夠確保超高真空組件的離子流測量準確可靠，另外，屏蔽板也保證了電子運動軌跡嚴格約束在電離區域，保證了靈敏度穩定；屏蔽罩的設置能夠保護mems膜片不受周邊電磁場、熱輻射的干擾，保證了膜片性能穩定，測量結果可靠真實；溫度傳感器的集成，能夠進行壓力數據反演過程中的精確標定和修正，有效解決了真空測量領域中測量范圍擴展難、靈敏度低、原位標定無手段的技術問題。
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1.一種寬量程真空測量復合規管，其特征在于，包括超高真空傳感組件、中真空傳感組件、低真空傳感組件以及屏蔽組件，其中：
2.根據權利要求1所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述外屏蔽法蘭筒包括刀口法蘭、金屬筒以及可伐底板，其中：
3.根據權利要求2所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述超真空傳感組件包括陰極、陽極柵網以及離子收集極，其中：
4.根據權利要求3所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述中真空傳感組件包括第一屏蔽罩、第一MEMS膜片、第一溫度傳感器以及第一接線端子，其中：
5.根據權利要求4所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述第一MEMS膜片的測量范圍為0.1Pa-102Pa。
6.根據權利要求5所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述低真空傳感組件包括第二屏蔽罩、第二MEMS膜片、第二溫度傳感器以及第二接線端子，其中：
7.根據權利要求6所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述第二MEMS膜片的測量范圍為102Pa-105Pa。
8.根據權利要
9.根據權利要求8所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述第一MEMS膜片和所述第二MEMS膜片均是由刻蝕單晶硅和玻璃組合而成。
10.根據權利要求9所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器實現0-100℃范圍內溫度的精確測量。
...【技術特征摘要】
1.一種寬量程真空測量復合規管，其特征在于，包括超高真空傳感組件、中真空傳感組件、低真空傳感組件以及屏蔽組件，其中：
2.根據權利要求1所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述外屏蔽法蘭筒包括刀口法蘭、金屬筒以及可伐底板，其中：
3.根據權利要求2所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述超真空傳感組件包括陰極、陽極柵網以及離子收集極，其中：
4.根據權利要求3所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述中真空傳感組件包括第一屏蔽罩、第一mems膜片、第一溫度傳感器以及第一接線端子，其中：
5.根據權利要求4所述的寬量程真空測量復合規管，其特征在于，所述第一mems膜片的測量范圍為0.1pa-102pa。
6.根據權利要求5所述的寬量程真空測量復合...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張虎忠，李菁楨，李剛，習振華，李文峰，宋云見，李博文，張開旭，
申請(專利權)人：蘭州空間技術物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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