T/BEA 40002-2022
マイクロ波ECRプラズマ発生器の校正仕様 (英語版)

規格番号
T/BEA 40002-2022
言語
中国語版, 英語で利用可能
制定年
2022
出版団体
Group Standards of the People's Republic of China
最新版
T/BEA 40002-2022
範囲
1  適用範囲 1.1  主題の内容 この仕様書は、マイクロ波 ECR プラズマ発生装置の測定特性、校正条件、校正項目、校正方法、校正結果の処理について規定します。 1.2  適用範囲 この規格は、真空環境で使用される新規製造（または新規購入）および修理されたマイクロ波 ECR プラズマ発生器のプラズマパラメータの校正および定期校正に適用されます。 2  規格参照文書 以下の文書の規定は、この規格での参照を通じてこの規格の規定となります。 日付が記載された参照文書については、その後のすべての修正 (訂正事項を除く) または改訂はこの基準に適用されません。 ただし、この基準に基づく契約の当事者は、これらの文書の最新バージョンを使用できるかどうかを検討することが推奨されます。 日付のない参照文書については、最新版がこの規格に適用されます。 GJB 7363-2011 宇宙プラズマ環境影響の動的試験法 JJF 1001-2011 一般計測用語と定義 3  マイクロ波 ECR プラズマ発生装置は、電子サイクロトロン共鳴とマイクロ波結合を使用して、空間内に安定したプラズマを生成するガスイオン化装置です。 真空環境。 3.2 プラズマ電子密度 単位体積あたりのプラズマ内の電子の数は、ガスがプラズマにイオン化する度合いを特徴付けるために使用され、単位は立方メートルあたり (/m3) です。 3.3 プラズマの電子温度 プラズマが熱平衡にあるとき、プラズマ内の電子の平均運動エネルギーを特徴付けるために使用されます。 単位はエレクトロン ボルト (eV) です。 3.4  半径比 radial direction ratio プラズマ発生装置の半径に対する、真空チャンバー内に半径方向に沿って生成される均一なプラズマ領域の割合。 4  概要 4.1  使用方法 マイクロ波ECRプラズマ発生装置は、電離ガスから安定したプラズマを生成する装置であり、宇宙電離層の低密度プラズマ環境を模擬するために使用できます。 突っ込み。 4.2  原理と構造 周波数2.45GHzのマイクロ波が石英ガラス窓を通してプラズマ共鳴空洞（プラズマ放電空洞）に注入され、放電空洞内のガス中の自由電子がマイクロ波の加速を受けて衝突します。 ガス分子は電離して新しい電子を生成し、これらの電子もガス分子との衝突電離に加わり、アバランシェ放電が発生するまでこのサイクルが続きます。 放電室内のイオン化と再結合が動的バランスに達すると、放電室内に安定した密度のプラズマが生成され、双極性拡散の法則に従って真空室内にプラズマが満たされ、必要なプラズマ環境が形成されます。 マイクロ波ECRプラズマ発生器は主に真空チャンバー、マイクロ波電源、マイクロ波伝送システム、プラズマ放電チャンバー、ラングミュアプローブで構成されています。 さまざまなマイクロ波結合方法に従って、マイクロ波 ECR プラズマ発生器は、直接結合マイクロ波 ECR プラズマ発生器、多極場構成マイクロ波 ECR プラズマ発生器、および同軸 ECR プラズマ発生器に分けることができます。 5  測定特性 5.1  外観 マイクロ波 ECR プラズマ発生装置のマイクロ波電源、真空計、流量計、およびラングミュア プローブには、次のマークが付いている必要があります: 機器名、モデル、メーカー名と工場番号、製造日付などマイクロ波 ECR プラズマ発生器のガス パイプライン インターフェースは信頼性が高く、真空チャンバーには標準のフランジ インターフェースを残す必要があります。 5.2  均一性 マイクロ波 ECR プラズマ発生器によって生成されるプラズマの半径方向に沿った均一性誤差は、半径比 1.5 以内で ±15% 以下です。 5.3  電子密度の表示誤差 マイクロ波 ECR プラズマ発生器が生成できるプラズマ電子密度の範囲は 1×1012/m3 ～ 1×1016/m3 であり、表示誤差は ±50% 以下です。 5.4  電子密度の再現性マイクロ波 ECR プラズマ発生器のプラズマ電子密度の再現性は 50% を超えてはなりません。 5.5  電子温度表示誤差 マイクロ波 ECR プラズマ発生器が生成できるプラズマ電子温度範囲は 1eV ～ 10eV で、表示誤差は ±50% 以下です。 6  校正条件 6.1  環境条件 周囲温度: (25±5)℃、相対湿度: ≤85%、電源: (220±22)V、(50±1)Hz、周囲に明らかな振動がないこと、強い電気や磁界の干渉がないこと、腐食性ガスや火気のないこと、換気が良好であること。 6.2  校正項目と機器の校正項目を以下の表 1 に示します。 表 1  校正項目一覧 シリアル番号 校正項目 校正カテゴリ  1 外観検査  ○ ○ ○ 3 電子密度指示誤差 ○ ○ ○ 4 電子密度再現性 ○ ○ ○ 5 電子温度指示誤差 ○ ○ ○ 機器・装置校正に使用する製品は、計測技術機関により校正され、校正使用要件を満たし、有効期間内である必要があります。 校正に必要な主な機器と性能要件は以下のとおりです。 シリアル番号 校正に使用する機器の主な技術指標またはレベル 1 プラズマ発生器校正装置 1) 電子密度校正範囲: 1×1012/m3 ～ 1×1018/m3 以上、測定結果の不確実性: 15% より良好 (k=2); 2) 電子温度校正範囲: 1eV ～ 10eV、測定結果の不確かさ: 15% より良好 (k= 2)。 校正に使用されるその他の補助装置には、a) スチール定規と水プラットフォーム、b) 高純度窒素、ヘリウム、およびネオン、c) 圧縮空気が含まれます。 7  校正方法 7.1  外観検査 目視検査。 7.2 設置 a) プラズマ発生器校正装置を、真空チャンバーの標準フランジインターフェースを介してマイクロ波 ECR プラズマ発生器に対称的に取り付けます。 同時に、真空チャンバーのドアを開け、校正装置の先端とラングミュアプローブの先端の相対位置を測定して、対称設置の要件を満たしていることを確認します; b) 真空チャンバーのドアを閉めます。 c)  真空チャンバーを排気し、真空チャンバーの気密性が要件を満たしているかどうかを確認します。 7.3  均一性 a)  マイクロ波 ECR プラズマ発生装置が均一な状態になるように、マイクロ波 ECR プラズマ発生装置の真空チャンバー内の真空度を調整し、ガス流量計を調整し、放電に必要なガスを注入します。 ガスが発生し得る状態、放電の状態 b)  マイクロ波 ECR プラズマ発生装置のマイクロ波電源を ON にして 30 分間予熱する; c)  マイクロ波電源の出力を調整し、 ECR プラズマ発生器のプラズマ電子密度が 1×1012/m3、1×1014/m3、1×1016 の合計 3 つの試験点で安定するように、校正されたマイクロ波 ECR プラズマ発生器のガス流量を調整します。 /m3 試験中、アスペクト比 1.5 以内で移動する プラズマ発生器校正装置の半径位置は 3 倍以上とし、プラズマ発生器校正装置の電子密度値を記録し、均一性は式 (1) に従って計算されます:                U=(nmax-nmin)/2nav×100% In式、nmax—同じ電子密度 m-3 の下で異なる半径位置で測定された電子密度の最大値、nmin—同じ電子密度の下で異なる半径位置で測定された電子密度の最大値半径位置 m-3 で測定された電子密度; nav - 同じ電子密度 m-3 の下で異なる半径位置で測定された電子密度の平均値。 7.4  電子密度表示誤差 a)  マイクロ波ECRプラズマ発生装置の真空チャンバー内の真空度を調整し、ガス流量計を調整し、放電に必要なガスを注入してマイクロ波ECRプラズマ発生装置が正常に動作するようにしてください。 ガス放電が発生する可能性のある状態です; b)  マイクロ波 ECR プラズマ発生器のマイクロ波電源をオンにし、30 分間予熱します; c)  マイクロ波電源の電力とガス流量を調整します校正されたマイクロ波 ECR プラズマ発生器の速度を低から高まで、マイクロ波 ECR プラズマ発生器のプラズマ電子密度は 1×1012/m3、3×1012/m3、1×1013/m3、3×1013/m3 で安定させることができます。 m3、1×1014/m3、3×1014/m3、1×1015/m3、3×1015/m3、1×1016/m3、計9点の試験点、試験中、実際の値との偏差各電子密度試験点の設定値 設定値の±20％を超えない 各試験点について、1分間の安定化後にデータを記録する。 各テストポイントでマイクロ波 ECR プラズマ発生器の電子密度表示 n' とプラズマ発生器校正装置の電子密度表示 n をそれぞれ記録し、式 (2) に従って指示誤差を計算します。      ;   sp ;  δ=(n'-n)/n×100% (2) 式中、n'—各試験点におけるマイクロ波ECRプラズマ発生装置の指示値m-3 ; n—各テスト 点 m-3 でのプラズマ発生器校正装置の指示値;  δ - マイクロ波 ECR プラズマ発生器の指示値と校正装置の指示値の間の最大相対誤差。 7.5  電子密度の再現性は、式(3)により各点の再現性誤差を計算し、その最大値をマイクロ波ECRプラズマ発生装置の再現性とします。                         ;  &nバスプ;         b ; △n——各試験点におけるマイクロ波 ECR プラズマ発生器の 3 つの測定電子密度表示の平均値、m-3; n ——各試験点におけるプラズマ発生器の校正された電子密度指示値、m-3。 7.6  電子温度の指示誤差は、マイクロ波 ECR プラズマ発生器のプラズマ電子温度が 1eV で安定するように、校正済みマイクロ波 ECR プラズマ発生器のマイクロ波電源とガス流量を低から高まで調整します。 、2eV、4eV、6eV、8eV、10eVの合計6つのテストポイント、テスト中、各電子温度テストポイントの実際の値と設定値の間の偏差が設定値の±20%を超えないこと各テスト ポイントについて、1 分間の安定化後にデータを記録します。 各テストポイントでのマイクロ波 ECR プラズマ発生器の電子温度表示 t' とプラズマ発生器校正装置の電子温度表示 t を記録し、式 (4) に従って表示誤差を計算します。   sp ; δ=(t'-t)/t×100% (4) 式中、t'—各試験点におけるマイクロ波ECRプラズマ発生装置の指示値eV、t—各テストポイントでのプラズマ発生器校正装置の指示値、eV;  δ——マイクロ波 ECR プラズマ発生器の指示値と校正装置の指示値の間の最大相対誤差。 8  校正結果の取り扱い 8.1  校正結果の取り扱い 校正済みのマイクロ波 ECR プラズマ発生装置については校正証明書を発行する必要があります。 校正証明書の校正結果記録フォームは付録 A にあります。 8.2  校正サイクル マイクロ波 ECR プラズマ発生器の再校正間隔は 1 年であることをお勧めします。

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