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非蒸散型吸气剂泵在真空计量中应用

2020-04-13 16:57:40

本文简要阐述了非蒸散型吸气剂(NEG)泵的吸气机理,着重介绍了NEG泵在超高/极高真空标准、静态膨胀法真空标准等真空计量标准中的最新应用结果。结果表明:利用NEG泵在室温下获得了10-10Pa的XHV;利用NEG泵将超高/极高真空标准校准下限延伸到了10-10Pa量级;利用NEG泵将静态膨胀法真空标准的校准下限延伸到了10-7Pa量级。最后还对用NEG泵延伸固定流导法微流量标准测量下限的可行性进行了分析。

非蒸散型吸气剂(NonEvaporableGetter,NEG)泵是一种全新概念的高真空泵,它完全摆脱了泵的传统机械构型,而以合金充当吸气剂与活性气体结合,从而获得和维持系统的真空度。它具有对活性气体抽速大、清洁无油、无活动部件、无振动、室温抽气等一系列优点,近年来已在光源、高能粒子加速器、电子器件、空间科学等领域得到广泛应用。

兰州物理研究所在国际上首次将NEG泵应用到真空计量标准之中,大大提高了标准装置的整体性能,取得了很好的结果。本文着重对NEG泵在真空计量中的最新应用结果进行介绍。

1、NEG泵在真空计量中的最新应用结果

1.1、NEG泵在UHV/XHV标准中的应用

UHV/XHV标准装置的工作原理如图1所示,主要由极高真空(XHV)系统、超高真空(UHV)系统、流量分流系统三大部分组成。

该UHV/XHV真空标准装置由于采用了NEG泵,和国内外同类装置相比,具有如下独有的特点:采用无油双涡轮分子泵串联抽气机组与NEG泵组合方案获得XHV,涡轮分子泵与NEG泵都是室温抽气手段,有利于热力学平衡态的建立和避免热辐射效应,使标准压力能够精确计算;利用NEG泵对惰性气体无抽速的特点,以惰性气体校准时,NEG泵既维持了XHV本底,又不改变XHV校准室的有效抽速(即限流小孔的分子流导C9保持不变),保证了动态流量法校准原理严格成立,利用这一特点,并采用扣除本底的方法,可有效将校准下限延伸至10-10Pa。

3、结束语

NEG泵在真空计量领域中的初步应用已取得了创新性成果。比如利用NEG泵获得了10-10Pa的XHV,利用NEG泵将真空校准下限延伸至10-10Pa量级,利用NEG泵将静态膨胀法真空标准的校准下限延伸至10-7Pa量级等,这些研究成果在国际上尚属首次。通过分析,利用NEG泵有望将固定流导法气体微流量标准的测量下限延伸至10-13Pa.m3/s及以下量级。NEG泵在真空计量领域中的应用才刚刚开始,相信随着真空计量研究领域的不断扩展和NEG泵新产品的不断出现,NEG泵在真空计量领域中的应用会越来越广泛。



标签 吸气   计量   真空   非蒸散型