分子泵抽速测试系统与方法

分子泵抽速测试实验设备

       F2400/3500 分子泵对Xe 抽速测试在兰州物理所TS21000 真空系统上进行, F2250/1500 分子泵对Xe 抽速测试在兰州物理所TS25 真空系统上进行。真空系统如图1, 图2 所示。

1. 2XZ215 机械泵　2. 分子泵F100/150　3. F2400/3500 分子泵  4. GDQ 2J400 挡板阀　5. 真空室　6. ZJ 27 热阴极电离规  7. 质量流量计

图1　TS21000 真空系统配置示意图

1. F2250/1500 分子泵　2. 2X215 机械泵　3. 真空室　4. ZJ 27 热阴极电离规　5. 质量流量计

图2　TS- 5 真空系统配置示意图

       TS21000 真空室长度1000 mm ,直径1000 mm,配置两台F2400/500分子泵机组; F2400/3500 分子泵机组通过GDQ 2J 400 挡板阀和真空室连接;挡板阀对N2标称流导6400L/s。TS25直径800 mm,高800 mm,配置两台F2250/1500 分子泵机组;F2250/1500真空机组通过直角弯管和真空室连接;直角弯管轴线长度750 mm , 管径350 mm。

分子泵抽速测试方法

       考虑到系统有效抽速不仅和泵组抽速相关,而且和抽气管道流导相关, 而抽气管道的流导则因系统而定。因此,本文中,在实验测试的基础上,将有效抽速换算成泵口抽速进行研究，这样便于同行在设计Xe气氛真空系统时,直接根据泵口Xe抽速确定设计方案。

      通过质量流量计向真空室注入Xe气;在不同Xe气流量下测量真空室真空度;根据流量Q 和真空度P,利用式(1)计算系统有效抽速S;计算单台分子泵机组的有效抽速S0; 根据真空室的真空度P、抽气管道对Xe的流导CXe,流量Q,利用式(2)计算泵口真空度Pp;根据单台分子泵机组有效抽速S0、抽气管道对Xe 的流导CXe,利用式(3)计算泵口的抽速Sp

式中CXe——抽气管道对Xe 流导,L/s

　P ——真空室真空度, Pa

　P p ——泵口真空度, Pa

　Q ——气体流量, Pa·L/s

　S ——系统有效抽速,L/s

　S 0——单台分子泵机组有效抽速,L/s

　S p ——单台分子泵机组有效抽速,L/s

       测试中, 两台设备都是两台分子泵机组同时工作。在数据处理时认为系统有效抽速S 的1/2就是单台分子泵机组的有效抽速S0,即S 0= (1/2) ×S。Xe气流量用七星华创质量流量控制器控制。考虑到该控制器出厂时由N 2 标定,在控制Xe 气时, 需要对表头读数进行修正, 本试验中, 根据产品说明书提供的数据, 修正系数取1.4(实际流量= 表头显示值×修正系数)。

     真空度测量采用国光牌ZJ 27 热阴极电离规。考虑到该真空规对气体有选择性, 而真空计出厂以N 2标定。在测量Xe气氛真空度时,需要对表头读数进行修正,本试验中,根据文献报道的数据,修正系数取2.87(实际真空度= 表头显示值×修正系数)。