动态法超高真空比对校准系统原理图

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)兰州物理研究所 作者:李正海

        超高真空规的校准一般采用动态流量法进行绝对校准,该装置主标准器是高精度的气体微流量计,结构复杂,运转成本高,校准范围在10-5~10-8 Pa 时需要7~9 天的时间,校准时间长,影响客户的正常工作。为了解决对超高真空规日常校准的需求,建立结构简单、操作方便、校准效率高、实用性强的超高真空规相对比对校准系统是非常必要的。目前国内一些单位为了工作的方便和实际应用,已建立了超高真空比对校准装置。

动态法超高真空比对校准系统的工作原理

        动态法超高真空相对比对校准系统的工作原理是将连续气体注入到校准室中,通过对校准室的连续抽气,当注入的气体与抽走的气体达到平衡时,在校准室内建立起动态平衡压力。相对比对的原理是将参考超高真空计接到动态流量法标准装置进行绝对校准后,与被校准的超高真空计接到同一校准室上,通过微调阀调节校准室中的压力校准点,当校准室中的压力校准点达到动态平衡时,用被校准的超高真空计与参考超高真空计同时测量校准室中的压力校准点,将测量结果直接比对,给出压力示值的修正因子或校准曲线。修正因子的计算按照式(1)计算

C=ps/pr(1)

        式中C 为修正因子;ps 为参考超高真空计的测量值,Pa;pr 为被校超高真空计的读数值,Pa。

动态法超高真空比对校准系统的组成

        动态法超高真空比对校准系统由真空校准形态系统、抽气系统和压力调节系统三部分组成,如图1 所示。图中序号1~7为抽气系统,序号8~14 为校准系统,序号15~19 为压力调节系统。

动态法超高真空比对校准系统原理图 

图1 动态法超高真空比对校准系统原理图

1、真空校准系统

        真空校准系统采用了柱形结构,由抽气室(8)和校准室(10)两部分组成。在校准室与抽气室之间有一个圆孔板,圆孔的直径Φ30 mm,圆孔对氮气的流导约为83 L/s。抽气室和校准室的直径均为Φ350 mm,上校准室的赤道位置设计有8 个CF35法兰备用接口,每个接口都通过超高真空角阀连接,在装卸被校超高真空规时,系统不需要放大气或停机,提高了工作效率。在抽气室的赤道位置上装有1 个NEG 泵,用于获得更低的本底压力和维持真空,NEG 泵装在抽气室的优点是不影响校准室的平衡压力,使校准室内气体的分布更接近平衡态。

        气体流量用微调阀从校准室的顶部注入,通过一散流板使气体分子散射后在校准室形成平衡态,通过圆孔进入抽气室被分子泵和NEG 泵抽走,在校准室中产生动态平衡的压力。真空校准系统全部采用金属密封结构,可承受250~300 ℃的高温烘烤,加速容器表面的出气,便于获得更低的本底压力,缩短抽气时间。采用柱形容器便于机械加工,成本比较低,而且能够合理布置被校超高真空规的位置。

2、抽气系统

        抽气系统由主抽分子泵(4)、辅抽分子泵(3)、NEG 泵(6)、机械泵(1)、插板阀(5)、阀门管道组成,全部采用了无油真空抽气系统。

        在抽气系统的设计中,采用双级分子泵串联抽气。主抽泵采用450 L/s 分子泵,;辅抽泵选用110 L/s 分子泵,前级泵选用4 L/s 的机械泵。为了获得超高真空校准所需本底,在抽气室增加了NEG 泵(6)。为了长期维持真空系统中的真空度,使真空系统处在真空的工作状态,故在抽气室与主分子泵之间设计插板阀,提高了获得真空的工作效率。

相关文章扩展阅读:

动态法超高真空比对校准系统原理图

超高真空比对校准系统的指标测试与模拟校准

  动态法超高真空比对校准系统原理图为真空技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。

  http://www.chvacuum.com/systemdesign/051076.html

  与 真空系统 真空比对校准 超高真空规 相关的文章请阅读:

  真空系统http://www.chvacuum.com/systemdesign/