分子泵抽速測試實驗設備

       F2400/3500 分子泵對Xe 抽速測試在蘭州物理所TS21000 真空系統上進行, F2250/1500 分子泵對Xe 抽速測試在蘭州物理所TS25 真空系統上進行。真空系統如圖1, 圖2 所示。

1. 2XZ215 機械泵　2. 分子泵F100/150　3. F2400/3500 分子泵  4. GDQ 2J400 擋板閥　5. 真空室　6. ZJ 27 熱陰極電離規  7. 質量流量計

圖1　TS21000 真空系統配置示意圖

1. F2250/1500 分子泵　2. 2X215 機械泵　3. 真空室　4. ZJ 27 熱陰極電離規　5. 質量流量計

圖2　TS- 5 真空系統配置示意圖

       TS21000 真空室長度1000 mm ,直徑1000 mm,配置兩臺F2400/500分子泵機組; F2400/3500 分子泵機組通過GDQ 2J 400 擋板閥和真空室連接;擋板閥對N2標稱流導6400L/s。TS25直徑800 mm,高800 mm,配置兩臺F2250/1500 分子泵機組;F2250/1500真空機組通過直角彎管和真空室連接;直角彎管軸線長度750 mm , 管徑350 mm。

分子泵抽速測試方法

       考慮到系統有效抽速不僅和泵組抽速相關,而且和抽氣管道流導相關, 而抽氣管道的流導則因系統而定。因此,本文中,在實驗測試的基礎上,將有效抽速換算成泵口抽速進行研究，這樣便于同行在設計Xe氣氛真空系統時,直接根據泵口Xe抽速確定設計方案。

      通過質量流量計向真空室注入Xe氣;在不同Xe氣流量下測量真空室真空度;根據流量Q 和真空度P,利用式(1)計算系統有效抽速S;計算單臺分子泵機組的有效抽速S0; 根據真空室的真空度P、抽氣管道對Xe的流導CXe,流量Q,利用式(2)計算泵口真空度Pp;根據單臺分子泵機組有效抽速S0、抽氣管道對Xe 的流導CXe,利用式(3)計算泵口的抽速Sp

式中CXe——抽氣管道對Xe 流導,L/s

　P ——真空室真空度, Pa

　P p ——泵口真空度, Pa

　Q ——氣體流量, Pa·L/s

　S ——系統有效抽速,L/s

　S 0——單臺分子泵機組有效抽速,L/s

　S p ——單臺分子泵機組有效抽速,L/s

       測試中, 兩臺設備都是兩臺分子泵機組同時工作。在數據處理時認為系統有效抽速S 的1/2就是單臺分子泵機組的有效抽速S0,即S 0= (1/2) ×S。Xe氣流量用七星華創質量流量控制器控制。考慮到該控制器出廠時由N 2 標定,在控制Xe 氣時, 需要對表頭讀數進行修正, 本試驗中, 根據產品說明書提供的數據, 修正系數取1.4(實際流量= 表頭顯示值×修正系數)。

     真空度測量采用國光牌ZJ 27 熱陰極電離規。考慮到該真空規對氣體有選擇性, 而真空計出廠以N 2標定。在測量Xe氣氛真空度時,需要對表頭讀數進行修正,本試驗中,根據文獻報道的數據,修正系數取2.87(實際真空度= 表頭顯示值×修正系數)。