動態流導法測濺射離子泵抽速原理與步驟
濺射離子泵抽速抽速測量方法包括動態流導法和靜態法。考慮到靜態法中出氣影響較大,采用了動態流導法。如圖2 所示,氣體由充氣室經過標準流導進入測試室,然后被微型濺射離子泵抽走。
圖2 動態流導法示意圖
通過測量標準流導兩端充氣室和測試室的壓強P1、P2,按如下公式計算出微型濺射離子泵對測試室的抽速Ss(單位L/s):
式中Cs(單位L/s) 為圖2中的標準流導, 用下面公式計算:
式中h為小孔的邊緣厚度, d為小孔直徑,以mm計。
由式(1)看出,標準流導的選取對測試室和充氣室的氣體壓強比有很大的關系。經過反復實驗, 選取一個直徑為019mm ,厚度為012mm 的小孔,可以算出Cs = 0106L/s,使兩端的壓力差在5 倍左右,從而使抽速測量的誤差減小。
微型濺射離子泵抽速:
Cp為微型濺射離子泵排氣管流導, 由式(4)按長圓管計算:
式中L為排氣管長度, dp 為排氣管直徑,以mm 計。計算結果還需要用克勞辛系數進行短管修正 。
動態流導法抽速測量步驟
參考中華人民共和國機械行業標準濺射離子泵性能試驗方法(JB/T 2965-92) ”,針對微型濺射離子泵,制定了抽速性能實驗方法,步驟如下:
首先進行再生烘烤程序:開動分子泵,對微型離子泵和動態抽速測試室進行4h 烘烤,平均烘烤溫度低于350℃。然后,停烘烤使離子泵溫度降低至配套磁鋼居里點200℃以下,并用配套磁鋼和電源啟動離子泵。待冷卻到室溫之后,關閉測試室旁抽閥,調節進氣控制閥,放入高純氮氣,使測試罩內的電離計指示值P2 =(110 ±011) ×10-3Pa 。抽氣維持足夠長的時間(抽速>10L/s 離子泵行業標準為100 min) 使微型濺射離子泵達到穩定狀態。
然后關閉進氣閥,離子泵繼續工作相當長的時間后,如果P2 的指示值在5 min 內變化不超過±5% ,則該值可視為系統本底壓強,定義為P2min。為降低本底壓強所造成的誤差, 測量抽速時P2的最低值不應<5P2min。調整進氣閥,放入高純氮氣,使P2的指示值由最低值開始逐步增加,最高不應超過使微型濺射離子泵電壓下降10 %的數值。每個數量級至少有三個測量點,每個測量點上的P1 和P2 的指示值觀察5min , 要求的穩定度為5min變化不超過±5 %。記錄P1 , P2 的穩定值,并利用獲得的真空計校準系數進行修正,代入式(1)、(3)就可算出抽速。
極限壓強,離子流與壓強的關系,最高啟動壓強測試按照行業標準進行。
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