非蒸散型吸氣劑泵在真空計(jì)量中的應(yīng)用分析

非蒸散型吸氣劑泵在真空計(jì)量中的應(yīng)用分析本文簡(jiǎn)要闡述了非蒸散型吸氣劑(NEG)泵的吸氣機(jī)理,著重介紹了NEG泵在超高/極高真空標(biāo)準(zhǔn)、靜態(tài)膨脹法真空標(biāo)準(zhǔn)等真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中的最新應(yīng)用結(jié)果。結(jié)果說(shuō)明:利用NEG泵在室溫下獲得了10-10Pa的XHV;利用NEG泵將超高/極高真空標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)下限延伸到了10-10Pa量級(jí);利用NEG泵將靜態(tài)膨脹法真空標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)下限延伸到了10-7Pa量級(jí)。最后還對(duì)用NEG泵延伸固定流導(dǎo)法微流量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量下限的可行性開(kāi)展了分析。

非蒸散型吸氣劑(NonEvaporableGetter,NEG)泵是一種全新概念的高真空泵,它完全擺脫了泵的傳統(tǒng)機(jī)械構(gòu)型,而以合金充當(dāng)吸氣劑與活性氣體結(jié)合,從而獲得和維持系統(tǒng)的真空度。它具有對(duì)活性氣體抽速大、清潔無(wú)油、無(wú)活動(dòng)部件、無(wú)振動(dòng)、室溫抽氣等一系列優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)已在光源、高能粒子加速器、電子器件、空間科學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

***物理研究所在國(guó)際上首次將NEG泵應(yīng)用到真空計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)之中,大大提高了標(biāo)準(zhǔn)裝置的整體性能,取得了很好的結(jié)果。本文著重對(duì)NEG泵在真空計(jì)量中的最新應(yīng)用結(jié)果開(kāi)展介紹。

1、NEG泵在真空計(jì)量中的最新應(yīng)用結(jié)果

1.1、NEG泵在UHV/XHV標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用

UHV/XHV標(biāo)準(zhǔn)裝置的工作原理如圖1所示,主要由極高真空(XHV)系統(tǒng)、超高真空(UHV)系統(tǒng)、流量分流系統(tǒng)三大部分組成。

該UHV/XHV真空標(biāo)準(zhǔn)裝置由于采用了NEG泵,和國(guó)內(nèi)外同類裝置相比,具有如下獨(dú)有的特點(diǎn):采用無(wú)油雙渦輪分子泵串聯(lián)抽氣機(jī)組與NEG泵組合方案獲得XHV,渦輪分子泵與NEG泵都是室溫抽氣手段,有利于熱力學(xué)平衡態(tài)的建立和防止熱輻射效應(yīng),使標(biāo)準(zhǔn)壓力能夠準(zhǔn)確計(jì)算;利用NEG泵對(duì)惰性氣體無(wú)抽速的特點(diǎn),以惰性氣體校準(zhǔn)時(shí),NEG泵既維持了XHV本底,又不改變XHV校準(zhǔn)室的有效抽速(即限流小孔的分子流導(dǎo)C9保持不變),保證了動(dòng)態(tài)流量法校準(zhǔn)原理嚴(yán)格成立,利用這一特點(diǎn),并采用扣除本底的方法,可有效將校準(zhǔn)下限延伸至10-10Pa。

圖1分流法UHV/XHV標(biāo)準(zhǔn)裝置工作原理圖

3、結(jié)束語(yǔ)

NEG泵在真空計(jì)量領(lǐng)域中的初步應(yīng)用已取得了創(chuàng)新性成果。比方利用NEG泵獲得了10-10Pa的XHV,利用NEG泵將真空校準(zhǔn)下限延伸至10-10Pa量級(jí),利用NEG泵將靜態(tài)膨脹法真空標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)下限延伸至10-7Pa量級(jí)等,這些研究成果在國(guó)際上尚屬首次。通過(guò)分析,利用NEG泵有望將固定流導(dǎo)法氣體微流量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量下限延伸至10-13Pa.m3/s及以下量級(jí)。NEG泵在真空計(jì)量領(lǐng)域中的應(yīng)用才剛