真空測(cè)量技術(shù)發(fā)展溯源楊鴻鳴，王榮(1.河南師范大學(xué)物理與信息工程學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)，453003;2.河南機(jī)電高專)摘要：文中以確切的資料信息介紹了真空測(cè)量技術(shù)創(chuàng)始以來(lái)的發(fā)展過(guò)程，使人們永遠(yuǎn)記住這些在此領(lǐng)域作出突出貢獻(xiàn)的勞動(dòng)者以及他們的科學(xué)成就。關(guān)鍵詞：真空測(cè)量；真空計(jì)；發(fā)展史中圖分類號(hào)：TB711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B　　真空，這個(gè)被定義為在給定的空間內(nèi)，氣體分子的密度低于該地區(qū)大氣壓的氣體分子密度的狀態(tài)，在人們的日常生活及工作中，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，在科學(xué)技術(shù)研究中不僅與之息息相關(guān)，而且已是一種必不可少的特殊環(huán)境條件。在漫長(zhǎng)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展史中，在真空物理與真空技術(shù)的發(fā)展史中，對(duì)真空的測(cè)量技術(shù)也一直伴隨著進(jìn)步與發(fā)展。　　1643年，伽利略的學(xué)生，意大利人E.Torricelli做出了世界上第一個(gè)衡量氣體壓強(qiáng)的裝置，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了大氣壓相當(dāng)于760mm汞柱的壓強(qiáng)(7.6×10⁴Pa)，開(kāi)創(chuàng)了定量測(cè)量真空程度的先河?！　?9世紀(jì)中葉，英國(guó)發(fā)明家Bourdon發(fā)明了形變真空計(jì)，又稱為Bourdon管真空計(jì)和負(fù)壓表，其壓強(qiáng)測(cè)量范圍為10⁵~10³Pa，它是工業(yè)上應(yīng)用z*廣泛的絕對(duì)型粗真空計(jì)之一?！　?858年，德國(guó)玻璃工H.Geiler和J.Pliickre發(fā)明放電管真空計(jì)，其工作壓強(qiáng)范圍為10⁰~10^-2Pa，迄今為止，此真空計(jì)在真空度需粗略指示場(chǎng)合仍應(yīng)用十分普遍。　　1874年，英國(guó)物理學(xué)家H.Mcleod發(fā)明壓縮式液柱真空計(jì)，到目前為止，仍是真空科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域z*成熟，z*基本的基準(zhǔn)絕對(duì)型真空計(jì)，其壓強(qiáng)測(cè)量范圍為10³~10^-3Pa?！　?906年，英國(guó)人M.Pirani發(fā)明熱導(dǎo)式熱電阻真空計(jì)，可準(zhǔn)確測(cè)量10 2~10 -1Pa的真空度。迄今，熱電式真空計(jì)都是在此原理基礎(chǔ)上派生出來(lái)的。　　1906年，W.Voege發(fā)明熱導(dǎo)式熱電偶真空計(jì)，可測(cè)量10²~10^-1 Pa，其是一種典型的絕對(duì)型粗真空真空計(jì)。　　1916年，美國(guó)人O.E.Buckley發(fā)明熱陰極電離真空計(jì)，給人們測(cè)量高真空指出了一條光明大道，其壓強(qiáng)測(cè)量范圍為10^-1~10^-5Pa，它也是目前實(shí)際應(yīng)用非常普遍的高真空真空計(jì)。　　1937年，荷蘭人F.M.Peing 發(fā)明冷陰極磁控電離真空計(jì)，其壓強(qiáng)測(cè)量范圍為10⁰~10^-6Pa，性能粗獷耐用，但準(zhǔn)確度欠高，也是一種常用的高真空真空計(jì)?！　?940年，A.O.Nier研制成功磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)，它是典型的測(cè)量氣體組分及分壓強(qiáng)的真空計(jì)。其z*高工作壓強(qiáng)范圍為10^-1~10^-2Pa，z*小可檢分壓強(qiáng)為10^-11Pa?！　?946年，W.Beams發(fā)明磁懸浮自懸轉(zhuǎn)子粘滯真空計(jì)。它是一種絕對(duì)型高真空真空計(jì)，壓強(qiáng)測(cè)量范圍為10^-2~10^-5，由于其量程寬，精度高， 穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)而越發(fā)受到人們的青睞。　　1946年，J.R.Downing發(fā)明放射能電離真空計(jì)，其壓強(qiáng)測(cè)量范圍為10 1~10^-2Pa。　　1948年，W.E.Stephes*先研制成功飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)，它是典型的一類氣體組分與分壓強(qiáng)測(cè)量的真空計(jì)*其z*小可檢分壓強(qiáng)為 10^-11Pa。　　1949年,H.E.Sommer,H.A.Thomas,J.A.Hile提出并演示了回旋質(zhì)譜計(jì)，它也是測(cè)量氣體組分及分壓強(qiáng)的一類重要的真空計(jì)。它z*小可檢測(cè)分壓強(qiáng)10^-10Pa?！　?950年,美國(guó)人R.T.Bayard和D.Alpert發(fā)明熱陰極超高真空電離真空計(jì)，其壓強(qiáng)測(cè)量范圍為10^-1~10^-8Pa，其又稱為 B-A真空計(jì)，它使得真空測(cè)量領(lǐng)域有了歷史性的突破， 它極大地推動(dòng)了超高真空技術(shù)的發(fā)展?！　?951年，D.Alpret,C.G.Matland,A.O.McGoubrey報(bào)道了他們的薄膜電容真空計(jì)。它也是一種與氣體種類無(wú)關(guān)的絕對(duì)型真空計(jì)。而且由于其測(cè)量范圍寬，精度高，耐高溫， 耐腐蝕。在高科技領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛， 其測(cè)量范圍為10⁵~10^-5Pa。　　1953年，W.Paul,H.Steinwedels*先提出四極濾質(zhì)器質(zhì)譜計(jì)。此類真空計(jì)z*小可檢測(cè)分壓強(qiáng)達(dá)10^-14Pa ,z*高工作壓強(qiáng)為10^-1Pa?！　?957年，德國(guó)人G.J.Schultz,A.V.Phel發(fā)明了高壓強(qiáng)電離真空計(jì)，盡量利用離子流的較好的線性等優(yōu)點(diǎn)來(lái)代替熱傳導(dǎo)規(guī)的不足) 其壓強(qiáng)測(cè)量范圍為10²~10^-4Pa。　　1959年,M.Varicak發(fā)明半導(dǎo)體熱敏真空計(jì)。測(cè)量范圍為10²~10 ^-4Pa，其制造工藝過(guò)于復(fù)雜難以推廣應(yīng)用?！　?960年，P.A.Redhead發(fā)明調(diào)制B-A電離真空計(jì)，測(cè)量壓強(qiáng)下限拓寬至10 -10Pa。是一種典型實(shí)用的超高真空真空計(jì)。　　1963年，W.C.Schuema發(fā)明抑制型B-A電離真空計(jì)，其測(cè)量下限可達(dá)10^-10Pa。　　1966年，J.C.Helmer，W.H.Hayward發(fā)明離子偏轉(zhuǎn)收集型電離真空計(jì)，又稱為彎注型B-A電離真空計(jì)。測(cè)量下限可達(dá)10 -11Pa，是一種很好的極高真空真空計(jì)?！　?968年，J.Groszkowski發(fā)明又一種埋藏收集型電離真空計(jì)，測(cè)量壓強(qiáng)下限達(dá)到10^-11Pa，也是一種很好的實(shí)用的極高真空真空計(jì)?！　∑呤甏蟮亩?、三十年中，真空測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域在新原理方面沒(méi)有出現(xiàn)明顯突破性的進(jìn)展) 較多的是在基本清晰的原理思路上的改進(jìn)與補(bǔ)充) 處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期。尤其是在極高真空區(qū)域內(nèi)的測(cè)量，更是每前進(jìn)一點(diǎn)都十分困難，而且經(jīng)常伴隨著反復(fù)。不過(guò)，新事物總是不斷地產(chǎn)生著。如1971年報(bào)導(dǎo)的光散射絕對(duì)型真空計(jì)，可測(cè)至10^-9Pa壓強(qiáng)，1972年提出的場(chǎng)致顯微鏡真空計(jì)，可測(cè)至10^-14Pa。1973年提出的管型倍增器真空計(jì)，預(yù)計(jì)可測(cè)至10^-14Pa壓強(qiáng);1974年報(bào)導(dǎo)的脈沖放電真空計(jì)，1977年報(bào)導(dǎo)的激光電離真空計(jì)預(yù)計(jì)可測(cè)至10^-11Pa真空度；1992年報(bào)導(dǎo)的離子譜真空計(jì)可測(cè)至10^-12Pa真空度，等等?！　〗裉?成千上萬(wàn)的科學(xué)工作者及技術(shù)人員正在高科技領(lǐng)域中，以極大的熱情對(duì)于壓強(qiáng)小于10^-11Pa的真空狀態(tài)的準(zhǔn)確測(cè)量進(jìn)行不懈的探索與研究，人們滿懷希望地期待著新原理、新思想方法的出現(xiàn)。同時(shí)， 人們也在不斷努力提高真空測(cè)量的準(zhǔn)確度，尤其是不同方法的重疊區(qū)域的正確校準(zhǔn)測(cè)量，以及真空計(jì)的穩(wěn)定性、自動(dòng)化、智能化、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性等方面的改進(jìn)與提高?！　】v觀真空科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史，每取得點(diǎn)滴成績(jī)與進(jìn)步，都是人類智慧與辛勤勞動(dòng)的汗水的結(jié)晶，人類征服自然的腳步永不會(huì)停止，我們堅(jiān)信，在真空測(cè)量領(lǐng)域里，令人激動(dòng)與鼓舞的新成果將會(huì)不斷涌現(xiàn)， 真空科學(xué)技術(shù)將會(huì)奔向新的高峰。參 考 文 獻(xiàn)1.[美]G.L.威斯勒，R.W.卡爾森主編， 真空物理和技術(shù)[M]. 北京： 原子能出版社,19902.唐政清，真空測(cè)量[M]. 北京：宇航出版社，19923. 李旺奎. 極高真空測(cè)量和超高真空校準(zhǔn)[J]. 真空技術(shù) 1975,4(2);4 Z.Hulek.全壓和分壓測(cè)量的發(fā)展[J] 真空, 1988,(6);5 白鶴祥.真空測(cè)量的現(xiàn)狀與發(fā)展預(yù)測(cè)[J].真空與低溫, 1986:5(3);6 華中一. 極高真空展望.真空技術(shù)[J].1978,7(2);7李旺奎,劉強(qiáng),呂時(shí)良.日本的極高真空技術(shù)研究[J].真空,1995,(4);8[蘇]г,д 薩克薩甘斯基.輻射物理裝置中的超高真空技術(shù)[M].北京: 原子能出版社,19849 陳丕瑾, 真空的科學(xué)技術(shù)[M].北京: 國(guó)防工業(yè)出版社,198710 杰. 亞伍德.高真空技術(shù)[M].北京: 科學(xué)出版社, 195411 胡漢泉, 王遷 主編.真空物理與技術(shù)及其在電子器件中的應(yīng)用[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社, 1982 Trace to the Source of Vacuum MeasurementTechnique Development YANG Hong-ming¹,WANG Rong² (1.PhysicaamInformation Enginceing College,Henan Normal University,Xinxiang,453002)Atract: In this paper,we introduce the development proce of vacuum measurement technique from initiating by conclusive material.Let people remember the workers of making outstanding contribution and their scientific accomplishmentKey words: vacuum measurement;vacuum meter;development