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