復(fù)合分子泵牽引級(jí)參數(shù)對(duì)氦質(zhì)譜檢漏儀性能的影響分析

1、復(fù)合分子泵牽引級(jí)參數(shù)對(duì)氦質(zhì)譜檢漏儀性能的影響分析 復(fù)合分子泵作為氦質(zhì)譜檢漏儀的重要部件，其自身的幾何參數(shù)在影響抽氣性能的同時(shí)也影響檢漏儀的檢測(cè)性能。基于分子泵抽氣基本理論，建立了復(fù)合分子泵牽引級(jí)的計(jì)算模型，通過改變螺旋升角、牽引槽深度和轉(zhuǎn)子與定子的間隙，分別計(jì)算了復(fù)合分子泵牽引級(jí)對(duì)氦質(zhì)譜檢漏儀涉及到的2種氣體空氣和氦氣在不同工況下的抽氣性能，研究了復(fù)合分子泵牽引級(jí)參數(shù)對(duì)氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)性能的影響。結(jié)果說明，隨著螺旋升角和牽引槽深度增大，氦質(zhì)譜檢漏儀的靈敏度均先提高后下降;增大轉(zhuǎn)子與定子間隙，不利于氦質(zhì)譜檢漏儀靈敏度的提高;選取螺旋升角為22、牽引槽深為 2.5 mm、轉(zhuǎn)子與定子間隙為 0.3

2、mm時(shí)，氦質(zhì)譜檢漏儀具有較高的靈敏度，同時(shí)復(fù)合分子泵牽引級(jí)性能可靠且構(gòu)造安全。 氦質(zhì)譜檢漏儀以氦氣作為示漏氣體，性能穩(wěn)定，靈敏度高，是專門用于真空檢漏的質(zhì)譜分析儀器，廣泛應(yīng)用在航天、電力、石油、環(huán)保等領(lǐng)域。復(fù)合分子泵作為真空獲得設(shè)備，是氦質(zhì)譜檢漏儀的關(guān)鍵部件，其抽氣性能直接影響檢漏儀的檢測(cè)性能。國(guó)內(nèi)復(fù)合分子泵的研制起步較晚，與國(guó)外產(chǎn)品有一定差距，尚未研制出氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)中使用的多口復(fù)合式分子泵。 復(fù)合分子泵牽引級(jí)的參數(shù)直接影響著分子泵的抽氣性能，進(jìn)而影響著氦質(zhì)譜檢漏儀的檢測(cè)性能。本文以氦質(zhì)譜檢漏儀用復(fù)合分子泵牽引級(jí)為研究對(duì)象，建立適用于檢漏技術(shù)的牽引級(jí)計(jì)算模型，改變螺旋升角、牽引槽深度和轉(zhuǎn)子與

3、定子間隙等參數(shù)，分別計(jì)算牽引級(jí)的抽氣性能，結(jié)合氦質(zhì)譜檢漏儀的實(shí)際使用情況對(duì)由牽引級(jí)參數(shù)變化引起的檢漏性能的改變開展研究。通過對(duì)分子泵的抽氣性能和氦質(zhì)譜儀的檢測(cè)靈敏度的優(yōu)化，使復(fù)合分子泵能夠更好地應(yīng)用于檢漏技術(shù)。 1、計(jì)算模型和方法 首先建立氦質(zhì)譜檢漏儀用復(fù)合分子泵牽引級(jí)的計(jì)算模型、確定計(jì)算方法。 1.1 分子泵渦輪級(jí)抽氣性能計(jì)算模型 牽引級(jí)的工作原理是分子牽引，即高速運(yùn)動(dòng)的剛體表面攜帶氣體分子，并且使之按照一定的方向運(yùn)動(dòng)，如圖1所示。 圖1 牽引分子泵工作原理圖 結(jié)論 應(yīng)用逐段判別流態(tài)法計(jì)算了具有不同螺旋升角、牽引槽深、轉(zhuǎn)子與定子間隙的復(fù)合分子泵牽引級(jí)對(duì)空氣和氦氣的抽氣性能，研究了以上參數(shù)對(duì)抽

4、氣性能的影響，以及對(duì)氦質(zhì)譜檢漏儀靈敏度的影響，得出以下結(jié)論： (1)增大螺旋升角，壓縮比降低；螺旋升角小于22時(shí)，增大螺旋升角有利于氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)靈敏度的提升；螺旋升角大于 22時(shí)，增大螺旋升角將逐漸降低氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)靈敏度。 (2)隨著牽引槽深度增加，牽引級(jí)的壓縮比先增大后減?。粻恳凵钚∮?2.5 mm時(shí)，增大槽深有利于氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)靈敏度的提升;牽引槽深大于2.5 mm，增大槽深將逐漸降低氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)靈敏度。 (3)轉(zhuǎn)子與定子間隙增加的過程中，K1、K2、K1/K2整體處于下降趨勢(shì)，K2的變化較 K1更為平穩(wěn);增大轉(zhuǎn)子與定子間隙，不利于氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)靈敏度的提升。 (4)選取螺旋升角為 22、牽引槽深為 2.5 mm、轉(zhuǎn)子與定