Лабораторная работа №5 «Получение и измерение высокого вакуума на установке кво»

Цель работы: изучение работы вакуумных насосов и установок, измерение высокого вакуума ионизационным вакуумметром.

Электронный ионизационный преобразователь

Работа ионизационных манометрических преобразователей основана на ионизации газа электронным потоком и измерении ионного тока по которому судят о давлении. Конструкция манометрических преобразователей

приведена на рис.2.

В стеклянном баллоне смонтирована трехэлектродная система, состоящая из коллектора ионов, анодной сетки и прямонакального катода. На анодную сетку подается напряжение +200 В относительно катода, а на цилиндрический коллектор −50 В. Анодная сетка выполнена из вольфрамовой проволоки в виде спирали. При прогреве преобразователя и его обезгаживании по спирали пропускается ток 3А. Вольфрамовый катод преобразователя испускает электроны, которые ускоряются электронным полем и движутся к анодной сетке. Часть электронов пролетают в пространство между анодной сеткой и коллектором. Так как коллектор имеет отрицательный потенциал относительно катода электроны останавливаются и начинают движение обратно к анодной сетке.

В результате у сетки колеблются электроны, причем прежде чем попасть на нее, электроны совершают в среднем 5 колебаний. При столкновении электронов с молекулами газа происходит ионизация молекул. Образовавшиеся положительные ионы попадая на коллектор, создают в его цепи электрический ток. Как показывает опыт, при достаточно низких давлениях (ниже 10⁻³ мм.рт.ст.) ионный ток коллектора прямо пропорционален давлению газа, т.е. Р ~ I_{коллектора}.

Описание экспериментальной установки

Схема установки показана на рис. 3. Вакуумная схема (ВС) собрана по стандартной схеме получения высокого вакуума на базе диффузионного паромасляного насоса Н-250.

ВС включает в себя:

• Диффузионный паромасляный Н-250

• Золотниковый насос АВЗ-20;

• Насос двухроторный ДВН- 50

• Магистраль откачки диффузионного насоса

• Затвор

• Клапан вакуумный электромагнитный.

• Клапан вакуумный электромеханический

Насос НВР–20 служит для форвакуумной откачки диффузионного насоса и предварительной откачки рабочей камеры.

РРГ - регулятор расхода газа;

VE1- клапан с эл.-магн. приводом;

VE2 - клапан с эл.-магн. приводом;

VP - натекатель НМБ-1;

VT – затвор с эл.-мех. приводом;

VM1- клапан с эл.-магн. приводом;

VM2- клапан с эл.-мех. приводом;

PD - вакуумметр;

ND - насос диффузионный паромасляный;

NZ - насос двухроторный;

NL - форвакуумный насос.

Рисунок 3- Вакуумная схема установки

Система управления

Система управления (СУ) служит для контроля и управления работой вакуумной системы, ионно-плазменных устройств по нанесению покрытий на образцы.

1 – вакуумметр ВИТ - 3;

2 – блок питания ионного источника;

3 – панель управления блоком питания магнетрона;

4 – блок управления регулятором расхода газа РРГ - 10;

5 – мнемосхема вакуумной системы;

6 – панель управления вакуумными насосами, клапанами и затвором;

7 – панель электропитания установки.

Рисунок 4 -Система управления.