12_100229_1_67139

предела измерения следует уменьшить анодное напряжение и размеры разрядного промежутка. Обычно верхний предел измерения находится в области давлений 10...100 Па. Нижний предел измерения определяется временем зажигания разряда и значением фонового тока. В современных приборах он составляет 10-11 Па. Для уменьшения фонового тока применяются специальные экраны 3 (рис. 6.11), расположенные в промежутке между катодом 2 и анодом 1, где напряженность электрического поля максимальна. Большая часть фонового тока в этом случае переходит на корпус, минуя микроамперметр, которым измеряется разрядный ток.

Для обеспечения зажигания разряда при низких, давлениях необходимо повышать анодное напряжение и увеличивать размеры разрядного промежутка.

Для облегчения зажигания разряда в сверхвысоком вакууме на экранных пластинах устанавливают острые иголки, увеличивающие автоэлектронную эмиссию. Наиболее надежным способом обеспечения быстрого зажигания разряда является использование нагреваемых элементов, включение которых приводит к резкому повышению давления или термоэмиссии электронов.

При применении сильных магнитных полей (B > 0,1 Тл) значение постоянной n в формуле, описывающей чувствительность прибора, стремится к единице. При этом расширяется диапазон работы прибора в области как низких, так и высоких давлений.

Магнитные преобразователи, так же как и электронные, имеют неодинаковую чувствительность к различным газам. Преимуществом магнитного преобразователя перед электронным является более высокая надежность в работе в связи с заменой накаленного катода холодным, а недостатком — нестабильности, связанные с колебаниями работы выхода электронов при загрязнении катодов.

Эти нестабильности особенно заметны при работе преобразователя в вакуумных системах с парами масла, продукты разложения которого при ионной бомбардировке и масляные диэлектрические пленки, покрывающие поверхности электродов, могут в несколько раз изменить постоянную преобразователя. Во избежание этого необходимо применять самоочищающиеся магнитные преобразователи, работающие на переменном токе. В таких преобразователях катод и анод меняются местами в соответствии с полупериодами питающего напряжения, а очистка их поверхностей осуществляется ионной бомбардировкой.

43

Предельное давление насоса Рпр – это минимальное давление, которое может обеспечить насос, работая без откачиваемого объема. Быстрота действия насоса стремится к нулю при приближении к предельному давлению. Предельное давление большинства вакуумных насосов определяется газовыделением материалов, течами.

Наименьшее рабочее давление вакуумного насоса Рм – минимальное давление, при котором насос длительное время сохраняет номинальную быстроту действия. Наименьшее рабочее давление приблизительно на порядок больше предельного давления.

45

Наибольшее рабочее давление Рб – максимальное давление, при котором насос длительное время сохраняет номинальную быстроту действия.

Давление загрузки Рз – максимальное давление во входном сечении насоса, при котором он может начать работу.

Наибольшее выпускное давление Рв – максимальное давление в выходном сечении насоса, при котором он может осуществлять откачку.

Объемная откачка

Процесс откачки состоит из:

∙всасывания газа за счет расширения рабочей камеры

∙уменьшения объема рабочей камеры

∙сжатие находящегося в ней газа

∙удаление сжатого газа из рабочей камеры в атмосферу

Конструкция вращательных вакуумных насосов

Насосы предварительного вакуума (иначе форвакуумные насосы) работают при атмосферном давлении для достижения вакуума порядка 10-1 – 10-2 мм рт ст. Для достижения высокого вакуума до 10-6 мм рт ст служат высоковакуумные вращательные насосы Рутса или молекулярные насосы, диффузионные и пароструйные насосы, которые могут работать только от 10 до 10-1 мм рт ст, т.е. при предварительном разряжении. Для достижения такого давления используются поршневые, пластинчато-роторные, плуктерные насосы.

Поршневые насосы работают за счет изменения объема. Быстрота откачки Sэф = 12..1000 л/сек. Предельное давление 4.102 -1∙104мм рт ст.

Пластинчато-роторные насосы

Применяют с газовым балластом и без него. Внутри корпуса насосы вокруг оси, смещенной относительно оси корпуса вращения стальной барабан – ротор R с двумя подвижными пластинами Р1 и Р2, которые прижимаются, а корпусу при помощи пружины F. При вращении ротора объем камеры всасывания А вначале увеличивается и газ засасывается в нее через впускной парубок L. Затем при отключении входа пластиной Р2 происходит сжатие объема и сжатый до 700 мм рт. ст. через выпускной парубок и клапан V выбрасывает в атмосферу. Уплотнение внутри насоса происходит с помощью заполнения объема маслом.

46

Быстрота откачки пластинчато-роторного насоса Sэф = 2..10 м3/час или 0,5..3 л/сек. Число оборотов n = 400-500 в мин. Одноступенчатые насосы

обеспечивают получение предварительного давления (полной) Рпр = 0,05 мм рт. ст. (парциональное давление газов 5*10-3 мм рт. ст.), а двухступенчатые с газовым балластом – 0,005 мм рт. ст. (парциональное давление газов 10-3 мм рт. ст.).

2)

Рисунок 5.2- Схемы пластинчато-роторного (1) и пластинчатостаторного (2) насосов

47

49

Пароструйная откачка

При пароструйной откачке молекулы газа, поступающие в насос, взаимодействуют со струей пара, имеющей звуковую или сверхзвуковую скорость, и получают дополнительную скорость в направлении насоса предварительного разряжения.

Рисунок 5.3 - Схема пароструйного насоса:

1- входной патрубок; 2 - сопла; 3 - камера смешения паровой струи; 4 - запирающий канал; 5 - камера разделения рабочего пара и откачиваемого газа; 6 - выходной патрубок; 7 - трубопровод; 8 - кипятильник; 9 - паропровод.

При низком вакууме молекулы, находящиеся в пограничном с паровой струей слое, за счет внутреннего трения увлекают другие слои газа. Такие насосы называются эжекторными.

В области высокого вакуума все молекулы откачиваемого газа, перемещающиеся за счет сомодиффузии, непосредственно взаимодействуют с движущейся струей. Такие насосы называются диффузионными.

Рисунок 5.4 - Схема диффузионного насоса

50