Магнитные газоразрядные вакуумметры

Принцип деяния магнитных преобразователей основан на зависимости тока самостоятельного газового разряда в скрещенных магнитом и электронном полях от давления:

Рис. 3.8. Электрические системы магнитных преобразователей: а) ячейка Пеннинга; б) магнетронная; в) инверсно-магнетронная; 1 — катоды; 2 — аноды Электродные системы, обеспечивающие поддержание самостоятельного газового разряда при высочайшем и сверхвысоком вакууме, бывают нескольких видов

Ячейка Пеннинга (рис Магнитные газоразрядные вакуумметры. 3.9) состоит из 2-ух дисковых катодов 1 и цилиндрического анода 2; в магнетронном преобразователе (рис. 3.9б) в отличие от ячейки Пеннингв катоды соединены меж собой центральным стержнем; в инверсно-магнетронном преобразователе (рис. 3.9в) центральный стержень играет роль анода, а внешний цилиндр становится катодом.

Все электроды находятся в неизменном магнитном поле. На анод Магнитные газоразрядные вакуумметры подаётся положительное относительно катода напряжение 2–6 кВ, катод заземлён и соединяется со входом усилителя неизменного тока. Сильное магнитное поле служит для роста длины пути электронов и поддержания тем разряда и роста степени ионизации газа. Сила тока разряда в таких устройствах является мерой давления в системе.

В ближайшее время Магнитные газоразрядные вакуумметры инверсно-магнетронные вакуумметры получают всё большее распространение. В качестве примера приведём конструкцию инверсно-магнетронного преобразователя ПММ-32-1 (рис. 3.10)

Электрическая система преобразователя на фланце соединения с железным уплотнителем с условным проходом 50 мм. Катод 1 представляет собой цилиндр с закрытыми торцами. Стержневой анод 2 проходит по оси катода через отверстия в его торцевых поверхностях. Вся электродная Магнитные газоразрядные вакуумметры система в корпусе прибора помещается в осевое магнитное поле. На анод подаётся высочайшее напряжение. В цепь катода врубается вход усилителя неизменного тока.

Рис.3.10. Инверсно-магнетронный манометрический преобразователь ПММ-32-1: а) конструкция преобразователя: 1 – катод; 2 – анод; 3 – присоединительный фланец; б) линия движения электронов Под действием скрещивающихся электронного и магнитного полей свободные электроны Магнитные газоразрядные вакуумметры, образовавшиеся в разрядном промежутке, движутся по замкнутым гипоциклоидам.

При столкновении с молекулой газа электрон теряет часть энергии, и его линия движения сдвигается поближе к аноду, как это показано на рис. 3.10б. Электроны попадают на анод, произведя само мало один акт ионизации газа. В таких манометрических преобразователях разряд Магнитные газоразрядные вакуумметры поддерживается при давлениях до 10–12 – 10–11 Па (10–14 – 10–13 торр). Образовавшиеся в итоге ионизации газа положительные ионы в силу собственной большой массы фактически прямолинейно движутся к катоду, являющемуся сразу коллектором ионов. По величине ионного тока судят о концентрации молекул газа в разрядном промежутке преобразователя, т.е. о давлении газа в системе. Фоновые токи, токи Магнитные газоразрядные вакуумметры автоэлектронной эмиссии в измерительной цепи катода не регистрируются, так как они замыкаются в цепи экран-анод.

Быстрота откачки колеблется для разных преобразователей зависимо от рода газа и режимов работы в границах от 10–2 до 1л/с, что существенно больше, чем для электрических. Это приводит к повышению погрешности измерений при Магнитные газоразрядные вакуумметры наличии вакуумного сопротивления меж преобразователем и вакуумной камерой. Преимуществом магнитного преобразователя перед электрическим является более высочайшая надежность а работе в связи с подменой накального катода прохладным, а недочетом – непостоянности, связанные с колебаниями работы выхода электронов при загрязнении катодов. Эти непостоянности в особенности приметны при работе преобразователя в вакуумных системах с Магнитные газоразрядные вакуумметры парами масла, продукты разложения которого при ионной бомбардировке и масляные диэлектрические плёнки, покрывающие поверхности электродов, могут в пару раз уменьшать чувствительность преобразователя.

Обезгаживание магниторазрядных преобразователей, так же, как и электрических, следует создавать при высочайшем вакууме и исключительно в том случае, если нужно измерить давление в области высочайшего и сверхвысокого вакуума Магнитные газоразрядные вакуумметры. Некое время после обезгаживания преобразователь обладает сильным откачивающим действием. Ошибка, вызванная откачивающим действием, для открытых преобразователей может достигать несколько процентов, для преобразователей закрытого типа – 20% и поболее. Ошибка измерения, вызванная газовыделением имеет обратный символ и по величине обычно намного превосходит ошибку, вызванную откачивающим действием прибора.

Показания вакуумметра также зависят от Магнитные газоразрядные вакуумметры состояния преобразователя и напряжённости магнитного поля. Потому во избежание конфигурации напряженности магнитного поля к преобразователям нельзя подносить ферромагнитные тела на расстояние наименее 100 мм. В процессе использования нужно временами держать под контролем сопротивление утечки изоляторов, обусловливающие дополнительный фоновый ток, также полезно держать под контролем напряжённость магнитного поля.

Магниторазрядные Магнитные газоразрядные вакуумметры насосы

Сорбционные насосы, которые производят откачку газов методом их сорбции на поверхности либо в объеме жестких тел. В эту группу входят и адсорбционные насосы, в каких откачка происходит вследствие обратимой физической адсорбции газа при низкой температуре.

5. Криогенные насосы, которые производят откачку методом конденсации откачиваемых газов и паров на поверхностях, охлаждаемых до сверхнизких (криогенных Магнитные газоразрядные вакуумметры) температур.

Разновидностями криогенных насосов являются конденсационные и риосорбционные насосы.

Обширное распространение магниторазрядных насосов разъясняется их высочайшими техническими чертами, простотой эксплуатации и обслуживания, высочайшей надежностью и огромным ресурсом работы. Основная откачка активных газов магниторазрядными насосами осуществляется в итоге хемосорбции газов повсевременно возобновляемой пленкой титана. Обязательным условием действенной и устойчивой Магнитные газоразрядные вакуумметры работы магниторазрядных насосов, является соответствие количества распыляемого титана количеству поступающего газа. При приложении разности потенциалов меж электродами разрядного блока, находящегося в вакууме, в ячейках насоса появляется электронный разряд. Для появления разряда довольно случайного присутствия в разрядном промежутке нескольких электронов. Под действием сильного магнитного и электронного полей электроны движутся по Магнитные газоразрядные вакуумметры спирали вокруг оси разрядной ячейки. На собственном пути электроны создают ионизацию газа. Образующиеся положительные ионы, бомбардируя катод, распыляют титан из катодных пластинок.

Рис. 2.16. Схема диодного магниторазрядного насоса: 1 — два элемента катода из титана; 2 — цилиндрический анод; В — индукция магнитного поля Так как основная часть распыляемых частиц титана представляет собой электрически нейтральные Магнитные газоразрядные вакуумметры атомы и молекулы, они осаждаются на все поверхности электродов, но в главном на анод.

Активные газы, попадая на безпрерывно возобновляемую пленку титана, хемосорбируются ею. Катоды также поглощают газы, но из-за неизменного распыления большей части их поверхности вклад катодов в процесс откачки активных газов незначителен.

Количество распыляемого металла примерно Магнитные газоразрядные вакуумметры пропорционально току (и, как следует, давлению газа); это значит, что распыление металла саморегулируется зависимо от состояния вакуума. Величина разрядного тока является в некой степени мерой давления в откачиваемой системе.

Для получения большей скорости откачки соединяют параллельно огромное число откачивающих частей. Обычно анод имеет ячеистую конструкцию (наподобие восковых Магнитные газоразрядные вакуумметры сот), а катод состоит из 2-ух титановых пластинок, расположенных по обе стороны анода.

Внедрение ионов инертных газов в материал катода сопровождается замуровыванием ионов распыляемым титаном. Таковой механизм хотя и не делает большой быстроты деяния, является главным при откачке инертных газов магниторазрядным насосом.

Так как хим активность разных газов и эффективность распыления Магнитные газоразрядные вакуумметры титана их ионами различны, быстрота деяния магниторазрядных насосов значительно находится в зависимости от рода откачиваемого газа. Относительная быстрота деяния магниторазрядных насосов по различным газам, выраженная в процентах от быстроты деяния по воздуху, представлена в табл. 2.1.

Недочетом диодных магниторазрядных насосов является малая быстрота деяния по инертным газам. Этот недочет в Магнитные газоразрядные вакуумметры наименьшей степени присущ триодным магниторазрядным насосам, схема устройства которых показана на рис. 2.17.

Рис. 2.17. Схема триодного магниторазрядного насоса:1 — анод; 2 — катоды; 3 — коллектор (корпус насоса); В — вектор напряженности магнитного поля Электродный блок образует анод, располагаемый посреди, и два катода. Коллектором является корпус насоса. Катоды триодного насоса имеют ячеистую структуру, в силу чего Магнитные газоразрядные вакуумметры положительные ионы, образующиеся в разряде при работе триодного насоса, бомбят катод не под прямым углом, как в диодном насосе, а под острым углом, что значительно наращивает

эффективность распыления титана, который умеренно осаждается на корпусе насоса. Благодаря триодной схеме и ячеистой структуре катодов часть ионов, передвигающихся из области анода, добивается коллектора Магнитные газоразрядные вакуумметры (корпуса насоса).Ионы, достигнувшие коллектора, владеют малой энергией и не могут вызвать вторичного распыления титана с коллектора при их поглощении. Таким макаром, благодаря однопотенциальной триодной схеме насос имеет завышенную быстроту деяния по инертным газам. К примеру, по аргону она составляет 1/3 от быстроты деяния по воздуху.

Эксплуатация и Магнитные газоразрядные вакуумметры сервис

Перед подключением нужно проверить сопротивление утечки меж анодами и катодами, которое должно быть более 1 ГОм.

После проверки насос устанавливают в вакуумную систему, снабженную средствами подготовительной откачки, и устанавливают магниты. Магниты в насосе размещаются таким макаром (см. рис. 2.18), что силовые магнитные полосы замыкаются, проходя через все магниты и магнитопроводы. Боковые магниты Магнитные газоразрядные вакуумметры, расположенные с боковых сторон насоса, приклеиваются на заводе-изготовителе к железному листу, являющемуся магнитопроводом. Центральные магниты, вставляемые в пазы корпуса насоса, склеиваются попарно. Устанавливать магниты удобнее в последующей последовательности. Сначала закрепляют на корпусе насоса боковые магниты. Перемена местами при установке пластинок с боковыми магнитами не имеет значения, потому что в Магнитные газоразрядные вакуумметры любом случае вектор напряженности магнитного поля в насосе сохранит свое направление. Потом устанавливают центральные магниты. В итоге взаимодействия магнитных полей боковых и устанавливаемого магнитов последний должен втягиваться в паз корпуса насоса. Если при установке магнит разворачивается, а после установки он выталкивается вспять, то нужно перевернуть магнит. Потом Магнитные газоразрядные вакуумметры охлаждаемые насосы подключают к системе подачи и слива воды. Подсоединяют блок питания. Делают предварительное разрежение и создают пробное включение насоса.

Продолжительность старта магниторазрядных насосов находится в зависимости от степени чистоты внутренних поверхностей откачиваемого сосуда и насоса, также от степени подготовительного разряжения. Допускается пуск неохлаждаемого магниторазрядного насоса с давлений более 10 Па Магнитные газоразрядные вакуумметры (0,1 торр), но в таком случае продолжительность старта может превосходить 3 часа. Если нет способности сделать наилучшее предварительное разрежение, пуск насоса создают, не прекращая подготовительной откачки. Средства подготовительной откачки разобщают с откачиваемым сосудом и насосом после того, как размеренно начнет снижаться давление.

Рис. 2.18. Размещение магнитов в магниторазрядном насосе Долгий старт Магнитные газоразрядные вакуумметры не является особо небезопасным для магниторазрядных насосов. Это видно из рис. 2.19, на котором изображены энерго свойства насоса НОРД-250. Более небезопасными являются давления 10–2 Па (10–4 торр) для охлаждаемых и 10–3 – 10–2 Па (10–5 – 10–4 торр) для неохлаждаемых насосов. Конкретно в этом спектре давлений насос потребляет наивысшую мощность, которая рассеивается на электродах разрядных блоков, и приводит к их Магнитные газоразрядные вакуумметры неравномерному нагреву и может привести к деформации корпуса насоса.

Достигаемое при помощи магниторазрядных насосов предельное остаточное давление находится в зависимости от предыстории насоса, суммарной выработки, режимов работы и рода откачиваемого газа. На предельное остаточное давление, так же, как и на продолжительность старта, сильное воздействие оказывает загрязнение Магнитные газоразрядные вакуумметры насоса углеводородами.

Рис.2.19. Энерго свойства: ток разряда( I ), разность потенциалов на электродах (V) и мощность (W), потребляемая насосом НМДО-0,25 (НОРД-250), зависимо от впускного давления К примеру, создание подготовительного разрежения при помощи механических насосов с масляным уплотнением увеличивает предельное остаточное давление в 5–10 раз. В следующем паспортное значение предельного остаточного давления Магнитные газоразрядные вакуумметры может быть достигнуто после 10–20-часового прогрева насоса при откачке его цеолитовым насосом. Насос отлично обезгаживается и восстанавливается и при прогреве его с откачкой механическим насосом с защитной ловушкой.

Опыт эксплуатации магниторазрядных насосов уверяет в фактически неограниченном их ресурсе (~ 150 тыс. часов) при достаточной аккуратности обслуживающего персонала.


majka-majkla-dzhordana-pod-svodamicentra-dina-smita.html
majkl-chabon-stranica-11.html
majkl-chabon-stranica-2.html