测量超高真空的小型离子泵装置的制作方法

文档序号:6092892阅读:706来源:国知局
专利名称:测量超高真空的小型离子泵装置的制作方法
技术领域
本装置属于真空技术领域。
目前市面上销售的离子泵,多数是用于较大的真空系统,泵本身的体积与重量较大,泵的抽速较高(约10升/秒),其主要功能是用于抽气,不宜用作超高真空的准确测量。例如美国最新公开的一种用于超高真空抽气的离子泵,载于J.Vac Sci.Technol.All(4),J/Aug-1993,所介绍的具有高抽速的离子泵,也只能用于抽气,而不能进行超高真空度的准确测量。因为常规的离子泵受到本身结构,以及电路连接方式的限制,测量到的放电电流中包含较大的漏电流,这是影响超高真空准确测量的一个主要因素。
在实际工作中,有许多超高真空器件或小型超高真空系统,既需要小型抽气泵,又同时需要测量出超高真空度的准确数值。如果选择离子泵,就必须排除叠加在微小放电电流中的漏电流的干扰,使其最好为零或者尽可能小,比如10-13安培以下,这样才能满足超高真空测量要求。而现有的离子泵,由于结构与连接方式的缺陷,无法做到这一点。
本实用新型的目的,就是设计一种新的结构,并改变了电源连接和供电的方式,设计出的这种小型的离子泵的装置,既能用于抽气,又能准确测量超高真空,并能进行检漏。
本设计的构成如下,这是一种可测量超高真空度又能抽气的小型离子泵装置,结合
图1为小型离子泵装置的工作示意图,图2为小型离子泵装置的连接图。
其中,(1)泵体抽气连接管道;(2)供电电源它包括(2-1)微电流放大器电路,(2-2)交流电压降压及整流电路部分,(2-3)直流电压倍压器电路,(2-4)电流指示电表;(3)泵壳;(4)阳极引线柱;(5)阳极;(6)绝缘子(两只);(7)阴极引线柱;(8)阴极;(9)马蹄形磁铁;本装置中,将泵体部分放至马蹄形磁铁(9)中,并连接到供电电源(2),泵体部分由抽气连接管道(1)与泵壳(3)真空连通,它不同于以往结构的特点在于,在电连接方式上,泵壳(3)接地,阳极引线柱(4)一头穿过绝缘子(6)焊接到阳极筒(5)的侧壁,另一头接到电源中的微电流放大器(2-1)上,阴极引线柱(7)一头穿过绝缘子(6)焊到阴极筒(8)的侧壁,另一头接到电源中的负高压部分(2-2)上,各极之间相互电绝缘。由于微电流放大器电路、降压整流电路、倍压器电路、指示电表等均是常规的、公知的电路及电表,因此不再重述。本装置工作时,(1)与被测器件(D)事先已构成真空密封状态,即器件(D)在真空系统上进行抽真空后,仍与离子泵保持真空连接,将外壳、阳极、阴极分别连接使泵壳(3)接地,阳极引线柱(4)接到供电电源(2)中的微电流放大器电路(2-1)上,该放电电流经放大后用于指示超高真空度的数值。阴极引线柱(7)加负高压(一般为-3KV),其中(2-2)将市电220V经降压并整流后再倍压成负高压,0到-5000V连续可调。使用过程中,当没有交流供电的情况下,如在室外的环境,可用直流电池供电,将电池的低电压通过(2-3)电压倍压器电路倍压,提供0到-5000V连续可调的直流高压,(2-4)的指示表头读出被测的微小放电电流。该设计的结构及方式不同于以往,以往是将外壳与阴极连在一起接地,阳极接正高压,所以存在漏电电流,而本装置中阳极引线接到电源中的微电流放大器电路,阴极接负高压,泵壳接地,所测放电电流几乎消除了漏电电流影响。测量灵敏度明显提高,可以测出低达10-9帕的超高真空,可测微电流达到≤10-12安,从而还可以迅速地检测出真空系统或真空器件是否有微小漏气,以及漏孔所处的位置,该离子泵也起到检漏的作用。泵的持续抽气功能,可以维持真空器件或小型真空系统的超高真空状态。所以该离子泵装置具有抽气、测量和检漏的功能。
最佳实施例,制成的离子泵装置,其泵体本身外形小,仿佛一个火柴盒大小,其尺寸约为(50x27x40)mm3,泵壳与阳极分别由不锈钢板成形、焊接制得,阳极内壁由圆柱筒隔开为四个单元(也可以有六个单元的),这是为了增大抽速。阴极由1mm厚的钛皮制成。置于阳极两侧。在正常的工作状态下,典型的抽气速率为1升/秒,可测的极限真空度为10-9帕,测量的真空度范围为(10-3-10-9帕)。所使用的马蹄形磁铁为常规形状,磁场强度为1500高斯。正常工作时电源所消耗的功率≤0.4瓦,交流状态220伏市电,直流状态为6伏电池电压。
本装置比已有装置的功能齐全,既可抽真空,又可对超高真空进行准确测量和检漏,显著地拓宽了应用范围,具有在超高真空领域内从事科学研究的价值。本装置体积轻小易于携带。
权利要求1.一种可测量超高真空度的小型离子泵装置,将泵体部分放至马蹄形磁铁(9)中,并连接到供电电源(2),泵体部分由抽气连接管道(1)与泵壳(3)真空连通,其特征在于,在电连接方式上,泵壳(3)接地,阳极引线柱(4)一头穿过绝缘子(6)焊接到阳极筒(5)的侧壁,另一头接到电源中的微电流放大器(2-1)上,阴极引线柱(7)一头穿过绝缘子(6)焊到阴极筒(8)的侧壁,另一头接到电源中的负高压部分(2-2)上,各极之间相互电绝缘。
专利摘要测量超高真空的小型离子泵装置,属于真空技术领域。由于本设计结构中阴极、阳极的连接方式不同于以往,泵壳(3)接地,阳极引线柱(4)一头穿过绝缘子(6)焊接到阳极筒(5)的侧壁,另一头接到电源中的微电流放大器(2—1)上,阴极引线柱(7)一头穿过绝缘子(6)焊到阴极筒(8)的侧壁,另一头接到电源中的负高压部分(2—2)上,各极之间相互电绝缘。该装置所测放电电流几乎消除了漏电电流影响,显著提高了测量灵敏度。可测出低达10-9帕超高真空度。
文档编号G01L21/00GK2192032SQ9324175
公开日1995年3月15日 申请日期1993年10月14日 优先权日1993年10月14日
发明者丁明清, 季春峰, 蔡泳棠, 王向东 申请人:电子工业部第十二研究所
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