- •1.Применение вакуума в науке и технике:
- •2.Молекулярно-кинетическая модель вакуума. Давление. Длина свободного пробега:
- •3.Степени вакуума, единицы измерения, параметры атмосферного воздуха:
- •4.Откачка вакуумных систем. Основное уравнение вакуумной техники:
- •10. Молекулярные и турбомолекулярные насосы. Принцип действия. Особенности работы:
- •11. Диффузионный паромасляный насос. Принцип действия. Устройство, особенности эксплуатации:
- •12. Измерение полных (общих) давлений. Гидростатический, деформационный манометры:
- •13. Тепловые манометры. Работа и устройство термопарного преобразователя и преобразователя сопротивления:
- •14. Электронные преобразователи. Принцип действия, конструкция, особенности работы.
- •15. Магнитные преобразователи. Принцип действия, конструкция, особенности работы.
- •16. Основы конструирования вакуумных систем. Принципиальная схема средневакуумной установки.
- •17. Требования к герметичности вакуумных систем. Характеристика основных методов течеискания.
- •18. Вакуумметрический метод поиска течей.
- •19. Материалы вакуумных систем. Требования к ним.
- •20. Хемосорбционная откачка. Конструкции испарительных насосов.
- •21. Ионно-сорбционная откачка. Конструкции ионно-сорбционных насосов.
- •22.Источники электронов. Эмиттеры электронов с фиксированной границей.
- •23. Зависимость тока термоэлектронной эмиссии от температуры катода и ускоряющего напряжения:
- •24. Типовые конструкции и материалы для термокатодов:(Термокатод это эмиттер)
- •25. Типовые конструкции термокатодов.
- •27. Физические основы работы лазеров.
- •28. Методы накачки лазеров
- •29. Твердотельные технологические лазеры. Конструкция, технические характеристики.
- •30. Газовые лазеры на углекислом газе. Конструкция, технические характеристики
- •31. Методы увеличения мощности лазеров на углекислом газе.
- •32. Фокусировка и управление лазерным излучением. Режимы работы лазеров.
- •33.Механизм преобразования энергии лазерного излучения в тепловую в металлах. Физические процессы происходящие при воздействии лазерным излучением на металлы.
- •3. Для чего применяются фракционирующие устройства в пароструйных насосах?
- •4. Какие методы измерения производительности вакуумных насосов Вы знаете?
- •5. Как произвести градуировку термопарного преобразователя?
- •6. Каково назначение электронной пушки?
- •8. Какие функции выполняет вакуумное масло в ротационных механических насосах?
- •9. Какие основные причины ненормальной работы механических насосов?
- •10.Какие процессы происходят высоковакуумном паромасляном диффузионном насосе непосредственно после включения нагревателя?
- •11. В чем принципиальное отличие магнитных преобразователей от электронных?
- •12. Каким образом можно повысить мощность лазерного излучения?
- •20. Какие преимущества имеют электронно-лучевые пушки с поворотом луча по сравнению с аксиальными?
- •21. Что такое первеанс и кроссовер?
- •22. Как отличить реальную течь от виртуальной?
12. Каким образом можно повысить мощность лазерного излучения?
Для увеличения мощности (лазеров на СО2) предложен метод замены продольной прокачки на поперечную прокачку. Газовый поток движется при скорости 300 м/с. Применены зеркала из германия, позволяет получить мощность 1 кВт на 1 метр длины. Используется газовая смесь при давлении Р(СО2)=2,7·102 Па. КПД=20%.
TEA лазеры работают при атмосферном давлении. Между игольчатым катодом и верхним электродом возникает искровой разряд, для этого на анод подается напряжение от батареи конденсаторов заряженной до напряжения 17000 В. Частота импульсов может быть различной. Длительность импульса около 300 нс. КПД около 17 %, при длине 1метр мощность 1МВт.
Электроионизационные лазеры. Электроны из электронно-лучевой пушки проходят через полимерную пленку от 100-200 кэВ. Эти электроны легко проходят через нее, она прозрачна для электронов. Эти электроны ионизируют газ находящийся в активной зоне. Между электронами приложено небольшое напряжение, которое дает энергию электронам образовавшимся при ионизации. Удельная мощность 106 Вт/см3. Длительность импульса 10-7с, КПД=25%.
13. Каково назначение оптического затвора лазера? Принцип его работы.
ОЗ - оптический затвор. Может становиться либо прозрачным, либо нет в импульсном режиме. Эта пульсация позволяет получать импульсный лазер, который обладает большой энергией импульса.
14. Для чего требуется резервный объем активного газа в газовом лазере?
Необходим для обновления газовой смеси. 2СО2→2СО+О2
15. Почему термопарный преобразователь не используют для измерения высокого вакуума?
Так как коэффициент теплопроводности газа зависит от давления примерно в интервале от 10-1 до 5·10-3 Па, что соответствует рабочему диапозону термопарных преобразователей.
16. Что является причиной возникновения фоновых токов в электронном преобразователе?
Электроны двигаясь от катода могут пройти через сетчатую сетку и затем тормозя у коллектора будут вызывать рентгеновское излучение. Это излучение может выбивать из коллектора электроны, т.е. коллектор поэтому может становиться положительным.
17. Чем вызвана зависимость чувствительности электронных и магнитных преобразователей от рода газа?
У обоих преобразователей происходит ионизация газа электронами. Количество ионов определяет ионный ток. Так вот различные газы обладают различным потенциалом ионизации. Этим и обусловлена эта зависимость.
18. Каков порядок включения и выключения вакуумной установки?
Закрываем высоковакуумный и форвакуумный клапан. Бойпасный открываем, включаем роторный насос. Откачиваем до давления 1 – 10 Па. Закрываем бойпасный клапан и открываем форвакуумный клапан. Создаем разряжение в системе (около 10 Па). Далее запускаем диффузионный насос и одновременно открываем высоковакуумный клапан. И производим откачку в камере до высокого вакуума.
19. Для чего применяется число Кнудсена?
Число Кнудсена используется для определения режима течения в трубопроводе. Kn ≤ 5*10-3 – вязкостное; Kn ≥ 1,5 – молекулярное. Kn = λ/Lx. ( λ – средняя длина свободного пробега молекул газа; Lx – характерный размер трубопровода)
Во время откачки вакуумной системы давление газа уменьшается и при этом меняются режимы течения газа в трубопроводах. Обычно полагают, что режим течения в трубопроводе вязкостный, если число Кнудсена (Кn) меньше или равно 5 10-3 ( Кn=λ/ Lx, где λ- средняя длина свободного пробега молекул газа, Lx- характерный размер трубопровода). Если Кn ≥1.5 то режим течения в трубопроводе является молекулярным. При молекулярно-вязкостном режиме 510-3≤Кn ≤1.5. Проводимость трубопровода круглого сечения для вязкостного режима течения газа ( Кn ≤5 10-3)
Uв = (πd4/128ηl) (Р2+Р1 )/2, м3/c
где - η коэффициент динамической вязкости; d, l - диаметр и длина трубопровода, м; Р2, Р1 - давление на концах трубопровода, Па.
Для воздуха при Т = 293 К η = 1, 82 10-5 Па, следовательно
Uв = 1.36 103 (d4/l) (Р2+Р1 )/2, м3/c
Для молекулярного режима течения (Кn ≥1.5) в трубопроводе круглого сечения:
Uм =38.1 (d3/l) (Т/М)1/2 (4)
где М - молекулярная масса газа, кг / кмоль.
Для воздуха при Т = 293 К:
Uм = 121 (d3/l), м3/с (5)
В области среднего вакуума в молекулярно-вязкостном режиме (510-3≤Кn ≤1.5) проводимость трубопроводов можно рассчитать по полуэмпирической формуле Кнудсена:
Uмв = bUм+ Uв
Для технических расчетов значение коэффициента b = 0, 9