低温泵再生起始和结束的判断方法
再生的起始条件因低温泵应用场合而异, 对连续抽气过程来说, 一般只要满足下面两个条件中的一个, 低温泵就需要再生:(1)低温泵在无其他附加热负荷时, 二级冷头温度超过20K 或一级冷头温度超过130K; (2) 高真空阀门关闭5min后泵内压强在1×10-4Pa 以上。
而对一些间断抽气过程来说, 由于高真空阀门开启时, 冷头温度必定产生波动而且冷头温度的恢复时间(Recovery Time) 与预吸附的气体的量、低温泵的最大吸入气体量(Crossover)等有密切关系 ,因此在这些情况下还需要根据实际情况下允许的波动时间确定再生条件。
对非自动的低温泵系统来说, 低温泵生产商般提供了一个再生的参考时间, 但由于实际情况的差异, 还是要求操作者有一定的实际经验来判断是否可以结束再生, 而一些自动化程度较高的低温泵系统可以自动进行判断。一般是在再生进行到某一阶段后, 将低温泵粗抽到某一合适的压强值, 关闭粗抽阀, 测量压强上升的速率并与控制器内存储的经验值进行对比, 如果不满足条件, 则需要继续对低温泵进行加热。
这一过程也可以采用一定时间之后的压强值来判断。考虑到真空状态下对放气测量的精度要求和时间较短的要求, 在1Pa左右进行测试是比较合适的。对采用加热带加热的再生方式, 由于对泵抽空后加热效果不佳, 因此进行判断的开始时间, 两次判断的间隔时间需要根据实际情况进行确定, 采用泵内加热板加热再生时无需考虑这两个问题。
在制冷机低温泵的运行和再生过程中, 需要监视低温泵冷头的温度, 制冷机低温泵以前经常采用的氢蒸气压温度计由于其测温范围很窄, 不能够满足低温泵全过程的测温需要, 目前已逐渐被硅二极管温度传感器所代替。硅二极管温度传感器的测温区间为1K～ 400K, 作为低温传感器价格较低, 而且在低温泵测温允许的误差范围内具有互换性, 因此目前国外自动化程度较高的制冷机低温泵均采用硅二极管温度传感器进行温度测量。目前尚未有国产商品化硅二极管温度传感器出售。对用于低温泵的温度传感器除了要求有较宽的测温区间和较好的测温精度外, 还要求要有较好的稳定性和互换, 以降低产品成本和减少产品的维护费用。铑铁电阻温度传感器可以较好的替代硅二极管温度传感器作为低温泵的测温元件, 它具有较好的稳定性和测温精度, 价格也较低, 目前已广泛应用于宽温区低温测量。上海工业自动化仪表研究所研制的小型实用型铑铁电阻温度传感器WZR201型其有效测温区间为1K～323K, 年稳定性约为0. 05K, 当传感器满足允许误差R(0℃) = 50±0.18 时, 在0℃的互换性相当温度±0. 5K, 在77K 时约为±0. 3K, 在4. 2K 时约为±0. 2K, 可以很好的满足制冷机低温泵的测温要求。由于在该误差范围内只需在0℃情况下简单标定, 因此其使用成本较低。铑铁电阻温度传感器的非线性校正和不同批之间的互换问题可采用在线修改EEPROM 的方法解决。
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